Question

二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑．ClO₂是一種黃綠色的氣體，易溶于水．實驗室以NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂的流程如下：
（1）寫出電解時發生反應的化學方程式：

 

；
（2）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是

 

；（填序號）
A．飽和食鹽水    B．堿石灰    C．濃硫酸    D．水
（3）測定ClO₂（如圖）的過程如下：在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；將生成的ClO₂氣體通過導管在錐形瓶中被吸收；將玻璃封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定 （I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去VmL硫代硫酸鈉溶液．
①裝置中玻璃液封管的作用是

 

；
②請寫出上述二氧化氯氣體與碘化鉀溶液反應的離子方程式

 

；
③測得ClO₂的質量m（ClO₂）=

 

．（用含c、V的代數式表示）

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數據處理題,實驗設計題

分析：由生產流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl

通電  .

NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，
（1）由工藝流程轉化關系可知，電解氯化銨與鹽酸混合溶液，生成NCl₃與H₂；
（2）由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體，據此判斷；
（3）①用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等；
②由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水；
③根據關系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算n（ClO₂），再根據m=nM計算m（ClO₂）．

解答： 解：（1）電解氯化銨和鹽酸混合溶液時，根據流程圖知生成氫氣、和NCl₃，其電解反應方程式為：NH₄Cl+2HCl

電解  .

3H₂↑+NCl₃，
故答案為：NH₄Cl+2HCl

電解  .

3H₂↑+NCl₃；
（2）A．ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故A錯誤；
B．堿石灰不能吸收氨氣，故B錯誤；
C．濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故C正確；
D．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故D錯誤．
故答案為：C；
（3）①裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等，
故答案為：吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等；
②由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O；
③VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．則：
根據關系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
           2          10
         n（ClO₂）     c?V?10^-3 mol
所以n（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g，
故答案為：1.35cV×10^-2g．

點評：本題考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應滴定及應用、離子檢驗、對工藝流程及裝置理解分析等，難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息解決問題的能力．注意基礎知識的全面掌握．