Question

11．ClO₂作為消毒劑在消毒過程中對人體無毒無害，具有廣泛的應用前景．某同學用下圖所示的裝置制備ClO₂氣體，反應原理為飽和草酸溶液與KClO₃粉末在60℃時反應制得ClO₂（溫度過高或過低都會影響制氣效率）
已知信息：
①ClO₂是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，熔點-59℃，沸點11.0℃．與堿反應和氯氣相似．
②草酸是酸性強于醋酸的二元弱酸，對應的鈣鹽（CaC₂O₄）不溶于醋酸，能溶于強酸，它還是一種還原性較強的物質．
（1）制備ClO₂的化學方程式：2KClO₃+H₂C₂O₄═2KHCO₃+2ClO₂↑；下列說法正確的是AC
A．KClO₃在反應中得到電子
B．ClO₂是氧化產物
C．H₂C₂O₄在反應中失去電子
D．1mol KClO₃參加反應有2mol電子轉移
（2）A裝置中還缺少的一樣儀器名稱是溫度計，若將A中燒杯去掉，讓燒瓶直接加熱是否可以，為什么？不可以，若直接加熱溫度難以控制．
（3）C裝置吸收尾氣后，溶液中含有NaOH、Na₂CO₃等溶質，該同學認為C中還可能含有NaClO₂、NaClO₃，試分析可能的原因，并寫出有關化學方程式ClO₂揮發(fā)，進入C中，與氫氧化鈉溶液反應，2ClO₂+2NaOH═NaClO₂+NaClO₃+H₂O．
（4）實驗室還可通過以下反應制得ClO₂：2KClO₃+1H₂C₂O₄+1H₂SO₄═2ClO₂↑+1K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O．配平上述方程式．0.5mol KClO₃參加反應有0.5N_A個電子轉移．

Answer 1

分析 （1）根據化學方程式：2KClO₃+H₂C₂O₄═2KHCO₃+2ClO₂↑可知，氯元素從+5價降為+4價，得電子，生成的ClO₂為還原產物，1mol KClO₃參加反應有1mol電子轉移，碳元素從+3價升為+4價，失去電子，據此答題；
（2）反應原理為飽和草酸溶液與KClO₃粉末在60℃時反應制得ClO₂分析，控制水浴溫度需要測量水浴的溫度，水浴加熱的優(yōu)點之一就是便于控制溫度，如果直接加熱，則難以控制反應的溫度；
（3）ClO₂揮發(fā)能與氫氧化鈉反應生成NaClO₂、NaClO₃；
（4）反應中的各物質化合價可知，氯元素從+5價降為+4價，碳元素從+3價升為+4價，根據化合價升降法可配平該反應方程式，根據反應中電子轉移數目進行計算．

解答 解：（1）根據化學方程式：2KClO₃+H₂C₂O₄═2KHCO₃+2ClO₂↑可知，氯元素從+5價降為+4價，得電子，生成的ClO₂為還原產物，1mol KClO₃參加反應有1mol電子轉移，碳元素從+3價升為+4價，失去電子，所以A、C正確，B、D錯誤，
故選AC；
（2）反應原理為飽和草酸溶液與KClO₃粉末在60℃時反應制得ClO₂分析，控制水浴溫度需要測量水浴的溫度，水浴加熱的優(yōu)點之一就是便于控制溫度，如果直接加熱，則難以控制反應的溫度，所以不能將水浴換成直接加熱，
故答案為：溫度計；不可以，若直接加熱溫度難以控制；
（3）C中可能含有NaClO₂、NaClO₃的原因是ClO₂揮發(fā)，進入C中，與氫氧化鈉溶液反應，反應的方程式為2ClO₂+2NaOH═NaClO₂+NaClO₃+H₂O，
故答案為：ClO₂揮發(fā)，進入C中，與氫氧化鈉溶液反應，2ClO₂+2NaOH═NaClO₂+NaClO₃+H₂O；
（4）反應中的各物質化合價可知，氯元素從+5價降為+4價，碳元素從+3價升為+4價，根據化合價升降法可配平該反應方程式為2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂ SO₄+2CO₂↑+2H₂O，根據反應可知每2mol氯酸鉀參加反應轉移2mol電子，所以0.5mol KClO₃參加反應有0.5N_A個電子轉移，
故答案為：2、1、1、2、1、2、2；0.5N_A．

點評 本題考查了物質性質的實驗設計和實驗分析判斷，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，掌握實驗基礎和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．