Question

【題目】ClO2(黃綠色易溶于水的氣體)是一種高效、低毒的消毒劑。某興趣小組通過圖1裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收和釋放進行了研究。

(1)儀器A的名稱是_______________________。

(2)安裝F中導管時，應選用圖2中的___________________。

(3)A中發生反應生成ClO2和Cl2，其氧化產物和還原產物物質的量之比為__________。

(4)關閉B的活塞，ClO2在D中被穩定劑完全吸收生成NaClO2，此時F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是__________________。

(5)已知在酸性條件下NaClO2可發生反應生成NaCl并釋放出ClO2，該反應的離子方程式為____。

(6)ClO2很不穩定，需隨用隨制，產物用水吸收可得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的濃度，進行了下列實驗：

步驟1：準確量取ClO2溶液10.00mL，稀釋成100.00mL試樣，量取V0 mL試樣加入到錐形瓶中；

步驟2：用稀硫酸調節試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；

步驟3：加入指示劑，用c mol·L1 Na2S2O3溶液滴定至終點。重復2次，測得消耗Na2S2O3溶液平均值為V1 mL。

(已知2ClO2+10I+8H+=2Cl+5I2+4H2O　2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI)

計算該ClO2的濃度為______g/L(用含字母的代數式表示，計算結果化簡)。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 b 1∶2 吸收Cl2 4H++5ClO2-=Cl+4ClO2↑+2H2O 135cV1/V0

【解析】

根據實驗裝置圖可知，A、B是制備氯氣和二氧化氯的；C是用于吸收氯氣的；D是用于吸收二氧化氯的，E是用于重新釋放二氧化氯的，F是可驗證尾氣中是否含有氯氣。

(1)根據儀器特征，可知儀器A是圓底燒瓶；

(2)F裝置應是Cl2和KI反應，還需要連接尾氣處理裝置，所以應長管進氣，短管出氣，故選b；

(3)氯酸鈉和稀鹽酸混合產生Cl2和ClO2，NaClO3中氯為+5價被還原成ClO2中+4價，鹽酸中氯為-1價，被氧化成0價氯，轉移電子數為2，所以NaClO3、ClO2前化學計量數為2，Cl2前化學計量數為1，反應化學方程式：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O，其氧化產物Cl2和還原產物ClO2物質的量之比為1∶2；

(4)F裝置中發生Cl2+2KI=2KCl+I2時，碘遇淀粉變藍，而F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是吸收Cl2；

(5)在酸性條件下NaClO2可發生反應生成NaCl并釋放出ClO2，根據元素守恒可知應還有水生成，該反應的離子方程式為4H++5ClO2-=Cl+4ClO2↑+2H2O；

(6)設原ClO2溶液的濃度為x mol/L，則根據滴定過程中的反應方程式可知2ClO2～5I2～10Na2S2O3；則有，解得x=，換算單位得。