Question

12．二氧化氯（ClO₂）是目前國際上公認的第四代高效、無毒的消毒劑，是一種黃綠色的氣體，易溶于水．實驗室可用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂，其流程如圖1：
（1）寫出電解時發(fā)生反應的化學方程式：NH₄Cl+2HCl $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
（2）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是C．（填序號）
A．飽和食鹽水      B．堿石灰         C．濃硫酸           D．水
（3）測定ClO₂（如圖2）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c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定（I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），共用去V mL Na₂S₂O₃溶液．
①裝置中玻璃液封管的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外的壓強相等．
②請寫出上述二氧化氯氣體與碘化鉀溶液反應的離子方程式：2ClO₂+10I^-+8H⁺═5I₂+4H₂O+2Cl^-．
③滴定終點的現象是溶液恰好由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內溶液顏色不再改變．
④測得通入ClO₂的質量m（ClO₂）=1.35cV×10^-2g．（用含c、V的代數式表示）

Answer 1

分析 氯化銨溶液加入鹽酸電解生成NCl₃和氫氣，溶液中加入NaClO₂（亞氯酸鈉）反應得到ClO₂、NH₃和溶液X，
（1）電解氯化銨和鹽酸混合溶液時，根據流程圖知生成氫氣、和NCl₃；
（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．據此判斷；
（3）①用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等；
②由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水；
③溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內不褪去，說明滴定至終點；
④根據關系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算n（ClO₂），再根據m=nM計算m（ClO₂）；

解答 解：（1）電解氯化銨和鹽酸混合溶液時，根據流程圖知生成氫氣、和NCl₃，其電解反應方程式為：NH₄Cl+2HCl $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
故答案為：NH₄Cl+2HCl $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃；
（2）A、ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故A錯誤；
B、堿石灰不能吸收氨氣，故B錯誤；
C、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故C正確；
D、ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故D錯誤．
故選：C．
（3）①裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等．
故答案為：用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等；
②由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O；
③溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內不褪去，說明滴定至終點，
故答案為：溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內不褪去，且半分鐘內不褪色；
④VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質的量為V•10^-3 L×cmol/L=c•V•10^-3 mol．則：
根據關系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2            10
          n（ClO₂）     c•V•10^-3 mol
所以n（ClO₂）=$\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^-2．

點評 考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應滴定及應用、對工藝流程及裝置理解分析等，難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息解決問題的能力．注意基礎知識的全面掌握．