Question

【題目】ClO2熔點(diǎn)為-59.5℃，沸點(diǎn)為11.0℃，溫度過(guò)高可能引起爆炸，易溶于水，易與堿液反應(yīng)。工業(yè)上用潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃時(shí)反應(yīng)制得。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置來(lái)制取、收集ClO2并測(cè)定其質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)I：制取并收集ClO2，裝置如圖所示。

(1)裝置A除酒精燈外，還必須添加__________裝置，目的是____________。裝置B應(yīng)該添加_____________(填“冰水浴”、“沸水浴”或“60℃的熱水浴”)裝置。

(2)裝置A中反應(yīng)產(chǎn)物有K2CO3、ClO2和CO2等，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

實(shí)驗(yàn)II：測(cè)定ClO2的質(zhì)量，裝置如圖所示。過(guò)程如下：

①在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加硫酸溶液；

②按照如圖組裝好儀器：在玻璃液封管中加入水，浸沒(méi)導(dǎo)管口；

③將生成的ClO2氣體由導(dǎo)管通入錐形瓶的溶液中，充分吸收后，把玻璃液封管中的水封液倒入錐形瓶中，再向錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液；

④用cmol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定錐形瓶中的液體，共用去VmL Na2S2O3溶液(已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。

(3)裝置中玻璃液封管的作用是______________。

(4)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________。

(5)測(cè)得通入ClO2的質(zhì)量m (ClO2)=_______(用整理過(guò)的含的代數(shù)式表示)。

(6)判斷下列操作對(duì)m (ClO2)測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

①若在配制Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，燒杯中的溶液有少量濺出，則測(cè)定結(jié)果________。

②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，則測(cè)定結(jié)果_________。

Answer 1

【答案】溫度控制 使反應(yīng)發(fā)生(或正常進(jìn)行)，并防止溫度過(guò)高引起爆炸 冰水浴 2KClO3+H2C2O4K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O 用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等 當(dāng)?shù)稳?/span>(最后)一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定至終點(diǎn) 1.35cV×10-2g 偏高 偏低

【解析】

(1)二氧化氯(ClO2)沸點(diǎn)為11℃，用氯酸鉀粉末與草酸在60℃時(shí)反應(yīng)可生成二氧化氯等物質(zhì)，裝置A必須添加溫度控制裝置，需溫度計(jì)，ClO2溫度過(guò)高可能引起爆炸，其溫度要保持60-80℃之間，ClO2的沸點(diǎn)低，用冰水可以使ClO2冷凝為液體；

(2)KClO3和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2、K2CO3、CO2和H2O，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒書寫方程式；

(3)用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等；

(4)溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定至終點(diǎn)；

(5)根據(jù)關(guān)系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3計(jì)算n(ClO2)，再根據(jù)m=nM計(jì)算m(ClO2)；

(6)根據(jù)關(guān)系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3判斷，若操作使Na2S2O3偏少，則ClO2偏低；若操作使Na2S2O3偏大，則ClO2偏高。

(1)二氧化氯(ClO2)沸點(diǎn)為11℃，用氯酸鉀粉末與草酸在60℃時(shí)反應(yīng)可生成二氧化氯等物質(zhì)，裝置A必須添加溫度控制裝置，所以裝置A中還應(yīng)安裝的玻璃儀器是溫度計(jì)；ClO2熔點(diǎn)為-59℃，沸點(diǎn)為11.0℃，溫度過(guò)高可能引起爆炸，其溫度要保持60-80℃之間，控制溫度的目的是使反應(yīng)發(fā)生(或正常進(jìn)行)，并防止溫度過(guò)高引起爆炸，ClO2的沸點(diǎn)：11.0℃，沸點(diǎn)低，用冰水可以使ClO2冷凝為液體，收集在試管中或常溫下二氧化氯為氣態(tài)，裝置B使用冰水浴裝置，進(jìn)行降溫處理；

(2)KClO3和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2、K2CO3、CO2和H2O，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒書寫方程式2KClO3+H2C2O4K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O；

(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?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等；

(4)當(dāng)?shù)稳?/span>(最后)一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定至終點(diǎn)；

(5)VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物質(zhì)的量n(Na2S2O3)=V10-3 L×cmol/L=cV10-3 mol．則：

根據(jù)關(guān)系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，

2 10

n(ClO2) cV10-3 mol

所以n(ClO2)=n(Na2S2O3)=×cV10-3 mol，所以m(ClO2)=n(ClO2) M=×cV10-3 mol×67.5g/mol=1.35cV×10-2g；

(6)①若在配制Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，燒杯中的溶液有少量濺出，使標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度減小，消耗的體積增大，則測(cè)定結(jié)果中ClO2的含量偏高；

②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，讀取的體積比實(shí)際體積偏小，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果中ClO2的含量偏低。