Question

ClO₂作為消毒劑在消毒過程中對人體無毒無害，具有廣泛的應用前景。某同學用下圖所示的裝置制備ClO₂氣體，反應原理為飽和草酸溶液與KClO₃粉末在60℃時反應制得ClO₂（溫度過高或過低都會影響制氣效率）

已知信息：①ClO₂是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，熔點-59℃，沸點11.0℃。與堿反應和氯氣相似。
②草酸是酸性強于醋酸的二元弱酸，對應的鈣鹽（CaC₂O₄）不溶于醋酸，能溶于強酸，它還是一種還原性較強的物質。
（1）制備ClO₂的化學方程式：2KClO₃+H₂C₂O₄=  2KHCO₃+2ClO₂↑；下列說法正確的是            

A．KClO3在反應中得到電子

B．ClO2是氧化產物

C．H2C2O4在反應中失去電子

D．1mol KClO3參加反應有2mol電子轉移

（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，該同學認為C中還可能含有NaClO₂、NaClO₃，試分析可能的原因，并寫出有關化學方程式________                         。
（4）實驗室還可通過以下反應制得ClO₂：
  KClO₃＋  H₂C₂O₄＋  H₂SO₄=    ClO₂↑＋  K₂SO₄＋  CO₂↑+  H₂O.
配平上述方程式。0.5 mol KClO₃參加反應有        個電子轉移。

Answer 1

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

解析試題分析：（1）反應2KClO₃+H₂C₂O₄= 2KHCO₃+2ClO₂↑中，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，C元素的化合價由+3價升高到+4價，A、KClO₃中Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，則在反應中得到電子，正確；B、KClO₃中Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，被還原生成ClO₂，ClO₂為還原產物，錯誤；C、H₂C₂O₄中C元素的化合價由+3價升高到+4價，草酸為還原劑，正確；D、1molKClO₃參加反應轉移電子為1mol，錯誤。（2）制備ClO₂氣體的反應原理為飽和草酸溶液與KClO₃粉末在60℃時反應制得ClO₂，必須控制溫度在60℃，采用水浴加熱，應用溫度計則水溫；（3）由信息①知ClO₂的沸點11.0℃，易揮發，與堿反應和氯氣相似可得：2ClO₂+2NaOH= NaClO₂ +NaClO₃+H₂O（4）利用化合價升降法配平氧化還原方程式；KClO₃中Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，1mol KClO₃參加反應轉移電子為1mol，0.5 mol KClO₃參加反應有0.5N_A個電子轉移。
考點：考查氧化還原反應基本概念，化學方程式的書寫及有關實驗。