二氧化*(ClO2)是*上公认的安全、无毒的绿*消毒剂。常温下二氧化*为黄绿*气体,其熔点为-59.5℃,沸...
问题详情:
二氧化*(ClO2)是*上公认的安全、无毒的绿*消毒剂。常温下二氧化*为黄绿*气体,其熔点为-59.5℃,沸点为11.0℃,极易溶于水,不与水反应。若温度过高,二氧化*的水溶液可能会发生*。某研究*学习小组拟用如下图所示装置制取并收集ClO2(加热和夹持装置均省略)。
(1)在圆底烧瓶中先放入一定量的KClO3和草*H2C2O4),然后再加入足量的稀硫*,在60~80℃之间反应生成ClO2、CO2和一种硫*盐,该反应的化学方程式为________。
(2)装置A中使用温度计的目的是____。反应开始后,可以观察到圆底烧瓶内的现象是_____。
(3)装置B的作用是________。
(4)实验过程中装置D中的溶液里除生成Na2CO3外,还生成物质的量之比为1︰1的另外两种盐,一种为NaClO3,另一种为_______。
(5)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:量取ClO2溶液20mL,稀释成100mL试样,量取V1mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,振荡后,静置片刻;
步骤3:加入指示剂X,用 cmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
已知:2ClO2+8H++10I-==5I2+2C1-+4H2O 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
请回答:
①配制100mL步骤3中所需的Na2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要_______。(填仪器名称)
②步骤3中滴定终点的现象为_______。
③原ClO2溶液的浓度为_______g·L-1(用含字母的代数式表示)
【回答】
2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O 控制温度,防止温度过高引起* 溶液中有气泡逸出,圆底烧瓶内产生黄绿*气体 冷凝并收集C1O2 NaClO2 100mL容量瓶 滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液,溶液蓝*褪去,且半分钟内不恢复
【解析】
装置A中KClO3和草*在硫*作用下反应制备ClO2,由于二氧化*熔沸点较低,装置B用于冷凝并收集C1O2,装置C的 作用是做安全瓶防止倒吸,装置D中的NaOH溶液的作用是吸收尾气中的ClO2,防止污染环境。
【详解】
(1)由草*、**钾和硫*在60℃~80℃之间生成ClO2、CO2和一种硫*钾可知,反应中草*做还原剂被氧化生成二氧化碳,**钾做氧化剂被还原生成二氧化*,反应的化学方程式为2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O,故*为2KClO3+
H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O;
(2)常温下二氧化*为黄绿*气体,温度过高,二氧化*的水溶液可能*,则圆底烧瓶中可以观察到有气泡逸出,并产生黄绿*气体,温度计的作用是控制温度,防止温度过高引起*,故*为控制温度,防止温度过高引起*;溶液中有气泡逸出,圆底烧瓶内产生黄绿*气体;
(3)二氧化*熔沸点较低,应该在*水中冷凝并收集,故*为冷凝并收集ClO2;
(4)装置D中的NaOH溶液的作用是吸收尾气中的ClO2,反应除生成Na2CO3外,生成物质的量之比为1:1的两种*离子,一种为NaClO3,由得失电子数目守恒可知,另一种离子中Cl元素化合价降低,应为NaClO2,故*为NaClO2;
(5)①配制100mL Na2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,故*为100mL容量瓶;
②由题意可知步骤3中加入的指示剂为淀粉溶液,溶液变蓝*,当Na2S2O3标准溶液与I2完全反应时,溶液蓝*褪去,且半分钟内不恢复,故*为滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液,溶液蓝*褪去,且半分钟内不恢复;
③由题给离子方程式可得到关系式:2ClO2~5I2~10Na2S2O3,设原ClO2溶液的浓度为x,2:10=(x×V1×10-3L×0.1):(cmol·L-1×V2×10-3L),解得x=mol/L=g/L,故*为。
知识点:*碱中和滴定
题型:实验,探究题
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