Question

4．二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑．ClO₂是一種黃綠色的氣體，易溶于水．實驗室以NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂的流程如下：

（1）寫出電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
（2）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是C．（填序號）
A．碳酸鈉溶液    B．堿石灰    C．濃硫酸    D．水
（3）測定ClO₂（如圖）的過程如下：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；將玻璃封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 （I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），共用去VmL硫代硫酸鈉溶液．

①ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)（還原產(chǎn)物為Cl^-），反應(yīng)的離子方程式為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②裝置中玻璃液封管的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強(qiáng)相等．
③滴定至終點的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色．
④測得ClO₂的質(zhì)量m（ClO₂）1.35cv×10^-2g．（用含c、V的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，
（1）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，電解氯化銨與鹽酸混合溶液，生成NCl₃與H₂；
（2）由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體，據(jù)此判斷；
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水；
②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(qiáng)相等；
③碘遇淀粉試液變藍(lán)色；
④根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算n（ClO₂），再根據(jù)m=nM計算m（ClO₂）．

解答 解：（1）電解氯化銨和鹽酸混合溶液時，根據(jù)流程圖知生成氫氣、和NCl₃，其電解反應(yīng)方程式為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃，
故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃；
（2）A．ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故A錯誤；
B．堿石灰不能吸收氨氣，故B錯誤；
C．濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故C正確；
D．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故D錯誤．
故答案為：C；
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O；
②裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強(qiáng)相等，
故答案為：吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強(qiáng)相等；
③碘遇淀粉試液變藍(lán)色，當(dāng)?shù)味ńK點時碘完全反應(yīng)，所以終點現(xiàn)象是：溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
④VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V•10^-3 L×cmol/L=c•V•10^-3 mol．則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
           2          10
         n（ClO₂）     c•V•10^-3 mol
所以n（ClO₂）=$\frac{1}{5}$c•V•10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=$\frac{1}{5}$c•V•10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g，
故答案為：1.35cV×10^-2g．

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，題目難度較大．