問題詳情:
二氧化*(ClO2)是*上公認的安全、無毒的綠*消毒劑。常温下二氧化*為黃綠*氣體,其熔點為-59.5℃,沸點為11.0℃,極易溶於水,不與水反應。若温度過高,二氧化*的水溶液可能會發生*。某研究*學習小組擬用如下圖所示裝置製取並收集ClO2(加熱和夾持裝置均省略)。
(1)在圓底燒瓶中先放入一定量的KClO3和草*H2C2O4),然後再加入足量的稀硫*,在60~80℃之間反應生成ClO2、CO2和一種硫*鹽,該反應的化學方程式為________。
(2)裝置A中使用温度計的目的是____。反應開始後,可以觀察到圓底燒瓶內的現象是_____。
(3)裝置B的作用是________。
(4)實驗過程中裝置D中的溶液裏除生成Na2CO3外,還生成物質的量之比為1︰1的另外兩種鹽,一種為NaClO3,另一種為_______。
(5)ClO2很不穩定,需隨用隨制,產物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量,進行了下列實驗:
步驟1:量取ClO2溶液20mL,稀釋成100mL試樣,量取V1mL試樣加入到錐形瓶中;
步驟2:調節試樣的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,振盪後,靜置片刻;
步驟3:加入指示劑X,用 cmol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
已知:2ClO2+8H++10I-==5I2+2C1-+4H2O 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
請回答:
①配製100mL步驟3中所需的Na2S2O3標準溶液時,用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管外,還需要_______。(填儀器名稱)
②步驟3中滴定終點的現象為_______。
③原ClO2溶液的濃度為_______g·L-1(用含字母的代數式表示)
【回答】
2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O 控制温度,防止温度過高引起* 溶液中有氣泡逸出,圓底燒瓶內產生黃綠*氣體 冷凝並收集C1O2 NaClO2 100mL容量瓶 滴入最後一滴Na2S2O3標準溶液,溶液藍*褪去,且半分鐘內不恢復
【解析】
裝置A中KClO3和草*在硫*作用下反應制備ClO2,由於二氧化*熔沸點較低,裝置B用於冷凝並收集C1O2,裝置C的 作用是做安全瓶防止倒吸,裝置D中的NaOH溶液的作用是吸收尾氣中的ClO2,防止污染環境。
【詳解】
(1)由草*、**鉀和硫*在60℃~80℃之間生成ClO2、CO2和一種硫*鉀可知,反應中草*做還原劑被氧化生成二氧化碳,**鉀做氧化劑被還原生成二氧化*,反應的化學方程式為2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O,故*為2KClO3+
H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O;
(2)常温下二氧化*為黃綠*氣體,温度過高,二氧化*的水溶液可能*,則圓底燒瓶中可以觀察到有氣泡逸出,併產生黃綠*氣體,温度計的作用是控制温度,防止温度過高引起*,故*為控制温度,防止温度過高引起*;溶液中有氣泡逸出,圓底燒瓶內產生黃綠*氣體;
(3)二氧化*熔沸點較低,應該在*水中冷凝並收集,故*為冷凝並收集ClO2;
(4)裝置D中的NaOH溶液的作用是吸收尾氣中的ClO2,反應除生成Na2CO3外,生成物質的量之比為1:1的兩種*離子,一種為NaClO3,由得失電子數目守恆可知,另一種離子中Cl元素化合價降低,應為NaClO2,故*為NaClO2;
(5)①配製100mL Na2S2O3標準溶液時,用到的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管,故*為100mL容量瓶;
②由題意可知步驟3中加入的指示劑為澱粉溶液,溶液變藍*,當Na2S2O3標準溶液與I2完全反應時,溶液藍*褪去,且半分鐘內不恢復,故*為滴入最後一滴Na2S2O3標準溶液,溶液藍*褪去,且半分鐘內不恢復;
③由題給離子方程式可得到關係式:2ClO2~5I2~10Na2S2O3,設原ClO2溶液的濃度為x,2:10=(x×V1×10-3L×0.1):(cmol·L-1×V2×10-3L),解得x=mol/L=g/L,故*為。
知識點:*鹼中和滴定
題型:實驗,探究題