问题 实验题

二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,是一种黄绿色的气体,易溶于水。实验室可用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料来制备ClO2,其流程如下:

(1)写出电解时发生反应的化学方程式:                           

(2)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是       。(填字母)

A.饱和食盐水

B.碱石灰

C.浓硫酸

D.水(3)测定ClO2(如图)的过程如下:在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;在玻璃液封管中加入水;将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收;将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定(I2+2S2O32=2I+S4O62),共用去VmL硫代硫酸钠溶液。

①装置中玻璃液封管的作用是                                          

②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式                 

③滴定终点的现象是:                                                   

④测得通入ClO2的质量m(ClO2)=                  。(用含c、V的代数式表示)(已知:ClO2的相对分子质量为67.5)

(4)设计实验来确定溶液X的成分,请补充完成实验步骤和现象。

实验步骤实验现象实验结论
 溶液X中含有Na+
 溶液X中含有Cl
 

答案

(16分)

(1)NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3(2分,配平、条件、状态不全扣1分)   

(2)C(1分)

(3)①吸收残余的二氧化氯气体;使锥形瓶内外压强相等(各1分,共2分)

②2ClO2+10I+8H+=4H2O+5I2+2Cl(2分,配平错扣1分)

③最后一滴滴下时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原(2分)

④1.35cV×10—2g(2分,单位无写扣1分)

(4)

实验步骤实验现象实验结论
①用铁丝蘸取溶液X,在酒精灯火焰上灼烧(1分)火焰呈黄色(1分)溶液X中含有Na+
②取少量溶液X,加入足量稀HNO­­­­­­­­3­­(1分),再滴加少量

AgNO3溶液(1分)

出现白色沉淀(1分)溶液X中含有Cl

题目分析:(1)观察生产流程图可得,电解步骤的反应物是NH4Cl、HCl,生成物是NCl3、H2,根据化合价升降法、原子守恒可得:NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑;(2)氨气易溶于水,二氧化氯也易溶于水,则饱和食盐水不仅能除去氨气,也能除去二氧化氯,故AD均错;碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙,氨气与氢氧化钠和氧化钙均不反应,但是二氧化氯与碱石灰能反应,故B错;氨气与浓硫酸能反应,生成硫酸铵或硫酸氢铵,而二氧化氯不能与浓硫酸反应,故C正确;(3)①二氧化氯具有强氧化性,可以将KI氧化为I2,玻璃液封管可以吸收残余的二氧化氯气体、使锥形瓶内外压强相等,因为二氧化氯易溶于水,平衡锥形瓶内气压才能使二氧化氯气体顺利通入;②由于二氧化氯、氯气都能将KI氧化为I2,自身被还原为氯离子,根据化合价升降法、电荷、原子守恒原理可得,2ClO2+10I+8H+=2Cl+5I2+4H2O;③滴定前锥形瓶的溶液中含有I2和淀粉,淀粉遇碘单质变蓝,当最后一滴滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复为蓝色,即达到滴定终点;④先由c•V=n求得硫代硫酸钠或硫代硫酸根离子的物质的量为c×V×10—3mol,再由I2+2S2O32=2I+S4O62中I2与S2O32的物质的量之比等于系数之比可求I2的物质的量为c×V×10—3mol×1/2,然后由2ClO2+10I+8H+=2Cl+5I2+4H2O中ClO2与I2的物质的量之比等于系数之比可求ClO2的物质的量为c×V×10—3mol×1/2×2/5,最后由nM=m可求二氧化氯的质量为c×V×10—3mol×1/2×2/5×67.5g/mol=1.35cV×10—2g;(4)NaClO2与NCl3、H2O发生反应,根据化合价升降法、原子守恒配平可得,6NaClO2+NCl3+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+X,根据钠、氯、氢原子个数守恒可得X为3NaCl、3NaOH;检验X溶液含有钠离子时,用铁丝蘸取溶液X,在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色;检验X溶液含有氯离子时,必须先排除氢氧根离子对氯离子检验的干扰,即取少量溶液X,加入足量稀HNO­­­­­­­­3­­,再滴加少量AgNO3溶液,出现白色沉淀,说明X溶液中含有Cl

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