Question

二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂。实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO₂：

（1）电解时的阳极反应方程式为____________________________________。

（2）除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂为是_____（填标号）

A．水           B．浓硫酸     C．碱石灰    D．饱和食盐水

（3）用右图装置可以测定混合气中ClO₂的含量：

I.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50ml水溶解后，再加入3ml稀硫酸；

II.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；

III.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；

IV.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；

V.用0.2000mol/L 硫代酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I₂+2S₂O₃^2—===2I^—+S₄O₆^2—），指示剂显示终点时共用去20.00ml硫代酸钠溶液。在此过程中：

①玻璃液封装置的作用是_________。

② V中加入的指示剂通常为______，滴定至终点的现象是______。

③测定混合气中ClO₂的质量为______g。

④用此方法测定混合气中ClO₂的质量常常偏高，可能的原因是_____（用离子方程式表示）。

Answer

（1）NH4+ + 3Cl——6e—＝NCl3+4H+（2分）（2）b （1分）

（3）①吸收残余的二氧化氯气体（或者防止碘的逸出）（1分）

②淀粉溶液，（1分）当滴入最后一滴标准液时，溶液蓝色褪去，且半分钟内溶液颜色不再改变（2分）

③0.054 （2分） ④4I—+O2 +4H+＝2I2+2H2O（1分）

【解析】

试题分析：（1）根据流程图可知电解时生成氢气和NCl3，其中阳极是铵根离子放电，电极反应式为NH4+ + 3Cl——6e—＝NCl3+4H+。

（2）a、ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨气，a错误；b、浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO2，b正确；c、碱石灰不能吸收氨气，c错误；d、ClO2易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，d错误，答案选b。

（3）①由于二氧化氯是气体，容易挥发到空气中，所以玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体。

②由于碘遇淀粉显蓝色，则V中加入的指示剂通常为淀粉，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。

③根据方程式可知2ClO2～5I2～10S2O32-，则测得混合气中ClO2的质量为0.2mol/L×0.02L×67.5g/mol/5＝0.054g。

④由于碘离子易被氧化生成单质碘，从而导致消耗硫代硫酸钠溶液的体积增加，测定结果偏高，反应的离子方程式为4I—+O2 +4H+＝2I2+2H2O。

【考点定位】本题主要是考查阅读题目获取信息能力、氧化还原反应滴定及应用、电解原理、对工艺流程及装置理解分析等

【名师点晴】本题从知识上考查了重要物质的化学性质、化学实验基本操作、实验现象的判断与分析、化学探究实验方案的设计与评价、化学方程式的书写、氧化还原反应原理等知识。考查了学生对基础知识的记忆、理解和运用，运用所学知识分析具体问题的能力。也涉及到运用所学知识分析问题、解决问题的能力，同时把元素化合物、基本化学原理和化学实验联系在一起，充分体现了学生对基础知识的掌握和分析问题、解决问题的思维能力，凸显了理科综合考试中的综合性与实用性的特点。该题难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息解决问题的能力，注意基础知识的全面掌握和灵活应用。