Question

(14分)ClO₂在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59℃，沸点为11℃，易溶于水，是常见的消毒剂。工业上常用二氧化硫还原氯酸钠(NaClO₃)的方法制备ClO₂，某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集少量ClO₂。

（1）下列制备气体所用装置与A装置相同的是_______________；

a．用过氧化氢与二氧化锰制氧气     

b．用铜与浓硫酸制二氧化硫

c．用硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢     

d．只用浓氨水制氨气

（2）实验前，要检验装置的气密性，通常先___________________，将导气管插入盛有水的烧杯中，微热锥形瓶，若导管未端产生气泡，并在停止微热后，___________________，说明装置不漏气。

（3）二氧化硫与氯酸钠的反应需在75~90℃进行，为此，B装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、_________；写出B中产生二氧化氯的离子方程式_________________；

（4）C装置放在冰水浴中，其原因是_________________；

（5）用氢氧化钠溶液吸收ClO₂，反应后可得到NaClO₂与NaClO₃混合液。

已知：NaClO₂饱和溶液在较低温度时析出晶体NaClO₂·3H₂O，在较高温度时析出晶体 NaClO₂；NaClO在高温时溶解度很大。

则从该混合溶液中获得晶体NaClO₂的操作步骤为：①蒸发浓缩结晶；②_________；③洗涤干燥。

（6）碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：

①取1L水样，加入足量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝；(ClO₂全部转化为NaClO₂)

②用1.0×10^-3 mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00mL；(已知：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-)

确定操作②达到滴定终点的现象是_________________________________；

经计算，水样中ClO₂的浓度是__________mg•L^-1，若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果____________；(填“偏高”、“偏低”或“不变”)

Answer

(14分)（1）ac(2分) （2）关闭分液漏斗活塞 (1分)

倒吸形成一段水柱且达到最高点后高度不变(合理即得分)(1分)

（3）温度计(1分)2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42- (2分)

（4）使ClO2充分冷凝，减少挥发(1分)

（5）趁热过滤(2分)（6）蓝色消失，半分钟内不变色 (1分)0.675 (2分)偏高(1分)

【解析】

试题分析：（1）A装置中制备气体时反应不需要加热；用过氧化氢与二氧化锰制氧气和用硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢均不需要加热，而用铜与浓硫酸制二氧化硫和只用浓氨水制氨气均需要加热反应才能进行，故答案为ac；

（2）实验前，要检验装置的气密性，通常先关闭分液漏斗活塞，将导气管插入盛有水的烧杯中，微热锥形瓶，若导管未端产生气泡，并在停止微热后，倒吸形成一段水柱且达到最高点后高度不变，说明装置不漏气。

（3）二氧化硫与氯酸钠的反应需在75~90℃进行，因此需要温度计控制温度；B中SO2在酸性条件下还原NaClO3生成ClO2的离子方程式为2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；

（4）ClO2沸点低，易挥发，将C装置放在冰水浴中可使ClO2充分冷凝，减少挥发；

（5）NaClO2饱和溶液在较高温度时析出晶体 NaClO2，则蒸发浓缩结晶后，须趁热过滤，防止温度降低后有NaClO2·3H2O析出，产品不纯；

（6）①滴定过程中I2逐渐被还原为I-，溶液蓝色变浅，完全反应时溶液蓝色褪去，则滴定终点的现象是蓝色消失，半分钟内不变色；

②根据S2O32-～I- ～ClO2可知n(S2O32-)=n(ClO2)，

m(ClO2)=n(ClO2)×M(ClO2)=1.0×10-5mol×67.5×103mg•mol-1=0.675mg，由于水样为 1L，所以 ClO2 的浓度为=0.675 mg•L-1，若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，消耗标准液的体积偏大，则测定结果偏高。

考点：考查氧化还原反应、离子方程式式的书写以及化学计算。