Question

ClO₂作為消毒劑在消毒過(guò)程中對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害，具有廣泛的應(yīng)用前景。某同學(xué)用下圖所示的裝置制備ClO₂氣體，反應(yīng)原理為飽和草酸溶液與KClO₃粉末在60℃時(shí)反應(yīng)制得ClO₂（溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)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(diǎn)-59℃，沸點(diǎn)11.0℃。與堿反應(yīng)和氯氣相似。
②草酸是酸性強(qiáng)于醋酸的二元弱酸，對(duì)應(yīng)的鈣鹽（CaC₂O₄）不溶于醋酸，能溶于強(qiáng)酸，它還是一種還原性較強(qiáng)的物質(zhì)。
（1）制備ClO₂的化學(xué)方程式：2KClO₃+H₂C₂O₄=  2KHCO₃+2ClO₂↑；下列說(shuō)法正確的是            

A．KClO3在反應(yīng)中得到電子

B．ClO2是氧化產(chǎn)物

C．H2C2O4在反應(yīng)中失去電子

D．1mol KClO3參加反應(yīng)有2mol電子轉(zhuǎn)移

（2）A裝置中還缺少的一樣儀器名稱是__________，
若將A中燒杯去掉，讓燒瓶直接加熱是否可以，為什么？_________________________。
（3）C裝置吸收尾氣后，溶液中含有NaOH、Na₂CO₃等溶質(zhì)，該同學(xué)認(rèn)為C中還可能含有NaClO₂、NaClO₃，試分析可能的原因，并寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式________                         。
（4）實(shí)驗(yàn)室還可通過(guò)以下反應(yīng)制得ClO₂：
  KClO₃＋  H₂C₂O₄＋  H₂SO₄=    ClO₂↑＋  K₂SO₄＋  CO₂↑+  H₂O.
配平上述方程式。0.5 mol KClO₃參加反應(yīng)有        個(gè)電子轉(zhuǎn)移。

Answer 1

（1）AC（2）溫度計(jì)；不可以，若直接加熱溫度難以控制。（3）ClO₂揮發(fā)，進(jìn)入C中，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。2ClO₂+2NaOH= NaClO₂ +NaClO₃+H₂O
（4）2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄= 2ClO₂↑+K₂ SO₄+2CO₂↑+2H₂O3.01×10²³ (或0.5N_A)

試題分析：（1）反應(yīng)2KClO₃+H₂C₂O₄= 2KHCO₃+2ClO₂↑中，Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，A、KClO₃中Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，則在反應(yīng)中得到電子，正確；B、KClO₃中Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，被還原生成ClO₂，ClO₂為還原產(chǎn)物，錯(cuò)誤；C、H₂C₂O₄中C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，草酸為還原劑，正確；D、1molKClO₃參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol，錯(cuò)誤。（2）制備ClO₂氣體的反應(yīng)原理為飽和草酸溶液與KClO₃粉末在60℃時(shí)反應(yīng)制得ClO₂，必須控制溫度在60℃，采用水浴加熱，應(yīng)用溫度計(jì)則水溫；（3）由信息①知ClO₂的沸點(diǎn)11.0℃，易揮發(fā)，與堿反應(yīng)和氯氣相似可得：2ClO₂+2NaOH= NaClO₂ +NaClO₃+H₂O（4）利用化合價(jià)升降法配平氧化還原方程式；KClO₃中Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，1mol KClO₃參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol，0.5 mol KClO₃參加反應(yīng)有0.5N_A個(gè)電子轉(zhuǎn)移。