Question

8．二氧化氯（ClO₂，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑．實(shí)驗(yàn)室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過(guò)以下過(guò)程（如圖1所示）制備ClO₂：

（1）電解時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)方程式為NH₄⁺+3Cl^--6e^-═NCl₃+4H⁺．
（2）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑為是b（填標(biāo)號(hào)）．
a．水           b．濃硫酸     c．堿石灰    d．飽和食鹽水
（3）用如圖2裝置可以測(cè)定混合氣中ClO₂的含量：
I．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50ml水溶解后，再加入3ml稀硫酸；
II．在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒(méi)過(guò)玻璃液封管的管口；
III．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；
IV．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中；
V．用0.2000mol/L 硫代酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的溶液（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），指示劑顯示終點(diǎn)時(shí)共用去20.00ml硫代酸鈉溶液．在此過(guò)程中：
①玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出）．
②V中加入的指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色．
③測(cè)定混合氣中ClO₂的質(zhì)量為0.05400g．
④用此方法測(cè)定混合氣中ClO₂的質(zhì)量常常偏高，可能的原因是4I^-+O₂+4H⁺═2I₂+2H₂O（用離子方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽(yáng)極生成NCl₃；
（2）由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體，利用性質(zhì)差異分離提純；
（3）①玻璃液封裝置可防止有害氣體逸出；
②淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)；
③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）；
④根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計(jì)算n（ClO₂），則生成的碘單質(zhì)偏高，測(cè)定混合氣中ClO₂的質(zhì)量就偏高，據(jù)此分析．

解答 解：（1）由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中電解，陰極生成氫氣，陽(yáng)極生成NCl₃，則陽(yáng)極反應(yīng)方程式為NH₄⁺+3Cl^--6e^-═NCl₃+4H⁺，
故答案為：NH₄⁺+3Cl^--6e^-═NCl₃+4H⁺；
（2）a．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨，故a錯(cuò)誤；
b．濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故b正確；
c．堿石灰不能吸收氨氣，故c錯(cuò)誤；
d．ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故d錯(cuò)誤；
故答案為：b；
（3）①玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出），故答案為：吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出）；
②V中加入的指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色，故答案為：淀粉溶液；溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色；
③含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為0.02 L×0.2mol/L=0.004 mol，則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2                           10
        n（ClO₂）            0.004mol
所以n（ClO₂）=0.0008mol，所以m（ClO₂）=0.008 mol×67.5g/mol=0.05400g，
故答案為：0.05400；
④根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計(jì)算n（ClO₂），則生成的碘單質(zhì)偏高，測(cè)定混合氣中ClO₂的質(zhì)量就偏高，又空氣中的氧氣會(huì)將KI氧化成碘單質(zhì)導(dǎo)致碘單質(zhì)偏高，離子方程式為：4I^-+O₂+4H⁺═2I₂+2H₂O，故答案為：4I^-+O₂+4H⁺═2I₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)含量的測(cè)定以及分離等知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、制備流程、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．