Question

二氧化氯（ClO₂）是目前國際上公認的第四代高效、無毒的消毒劑．工業(yè)上用潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時反應(yīng)制得．某學(xué)生現(xiàn)在設(shè)計模擬裝置來制取收集ClO₂并測定其質(zhì)量．

已知：ClO₂是一種黃紅色有刺激性氣味的氣體，其熔點為-59℃，沸點為11.0℃，易溶于水．實驗Ⅰ：制取并收集ClO₂，如圖1所示的裝置．
（1）裝置A中反應(yīng)產(chǎn)物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
（2）裝置A必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、

 

；裝置B也必須添加溫度控制裝置，應(yīng)該是

 

（填“冰水浴”或“熱水浴”）裝置．
實驗Ⅱ：測定ClO₂質(zhì)量、如圖2所示的裝置．
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(dǎo)管在錐形瓶中被吸收；將玻璃液封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用c mol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定，共用去V mL硫代硫酸鈉溶液．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
（3）裝置中玻璃液封管的作用是

 

．
（4）滴定終點的現(xiàn)象是

 

．
（5）測得通入ClO₂的質(zhì)量m（ClO₂）=

 

g．（用整理過的含c、V的代數(shù)式表示）
（6）用ClO₂處理過的飲用水（pH為5.5～6.5）常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子ClO₂^-．若飲用水中ClO₂^-的含量超標，可向其中加入適量的某還原劑，得到的氧化產(chǎn)物有凈水作用，該氧化產(chǎn)物是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）KClO₃和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂、K₂CO₃、CO₂和H₂O；
（2）裝置A必須添加溫度控制裝置，二氧化氯室溫下為氣體，易液化；
（3）用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強相等；
（4）溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明滴定至終點；
（5）根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算n（ClO₂），再根據(jù)m=nM計算m（ClO₂）；
（6）ClO₂^-具有氧化性，能把還原性的物質(zhì)氧化生成高價態(tài)的物質(zhì)．

解答： 解：（1）KClO₃和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂、K₂CO₃、CO₂和H₂O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO₃+H₂C₂O₂=K₂CO₃+2ClO₂↑+CO₂↑+H₂O；
故答案為：2KClO₃+H₂C₂O₂=K₂CO₃+2ClO₂↑+CO₂↑+H₂O；
（2）裝置A必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、溫度計，二氧化氯室溫下為氣體，易液化，應(yīng)用盛有冰水混合物的水槽；
故答案為：溫度計，冰水�。�
（3）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(nèi)外壓強相等．
故答案為：用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強相等；
（4）溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明滴定至終點，
故答案為：溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（5）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．則：
根據(jù)關(guān)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；
（6）ClO₂^-具有氧化性，能把還原性的物質(zhì)氧化生成高價態(tài)的物質(zhì)，且在PH為5.5～6.5生成沉淀而除去，在PH為5.5～6.5生成沉淀的物質(zhì)有Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃．

點評：本題以氯及其化合物的性質(zhì)考查氧化還原反應(yīng)及物質(zhì)的制備實驗，把握習(xí)題中的信息及知識遷移應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重學(xué)生綜合應(yīng)用能力及信息抽取和分析能力的考查，題目難度中等．