3.二氧化氯( ClO2)是一種極易爆炸的強(qiáng)氧化性氣體,在生產(chǎn)和使用時(shí)必須盡量用“惰性”氣體進(jìn)行稀釋,并盡可能防止震動(dòng)和避光.因此,二氧化氯的制備方法一直是科學(xué)家長(zhǎng)期尋求解決的問(wèn)題,目前比較理想的方法是用稍潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃時(shí)反應(yīng)制得.已知,ClO2在常溫下是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點(diǎn)為一59℃,沸點(diǎn)為11.0℃,易溶于水.某學(xué)生擬用圖1所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO2

(1)A中反應(yīng)產(chǎn)物有K2CO3、ClO2和CO2等,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:2KClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O.A裝置必須添加溫度控制裝置,除酒精燈外,還需要的玻璃儀器有燒杯、溫度計(jì).
(2)B裝置必須放在冰水浴中,其原因是使ClO2充分冷凝以減少揮發(fā).
(3)反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO2溶液.已知(1)NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出晶體是NaClO2.3H2O,在溫度高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO2,溫度高于60℃時(shí)NaClO2分解生成NaClO3和NaCl; NaClO2的溶解度曲線如圖2所示,請(qǐng)補(bǔ)充從NaClO2溶液中制得NaClO2晶體的操作步驟:
①減壓,55℃蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過(guò)濾;③用38℃~60℃熱水洗滌;④低于60℃干燥;得到成品.
(4)ClO2很不穩(wěn)定,需隨用隨制,產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液.為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):
步驟1:量取ClO2溶液10mL,稀釋成100mL試樣.
步驟2:量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中,調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,搖勻,在暗處?kù)o置30min.
步驟3:以淀粉溶液作指示劑,用c mol.L-1 Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液V2 mL.(已知2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI)
①若步驟2中未將錐形瓶“在暗處?kù)o置30min”,立即進(jìn)行步驟3,則測(cè)定的結(jié)果可能(選填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”).
②上述步驟3中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴Na2S2O3溶液后溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且30s不變色.
③根據(jù)上述步驟可計(jì)算出原ClO2溶液的濃度為$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g.L-1,(用含字母的代數(shù)式表示)

分析 (1)由題目信息,可知KClO3和H2C2O4反應(yīng)生成K2CO3、ClO2和CO2,由H元素守恒應(yīng)有水生成;該反應(yīng)需要控制60℃溫度,使用水浴加熱,需要用溫度計(jì);
(2)ClO2的沸點(diǎn)為11.0℃,易揮發(fā),應(yīng)充分冷卻以減少揮發(fā);
(3)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法,注意溫度控制,為防止析出晶體NaClO2•3H2O,應(yīng)趁熱過(guò)濾;
(4)①在暗處?kù)o置是為了使ClO2與KI充分反應(yīng),若不靜置,ClO2反應(yīng)不完全;
②淀粉遇碘變藍(lán)色,Na2S2O3溶液會(huì)消耗碘單質(zhì),滴定完畢顏色會(huì)褪去;
③ClO2溶液與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O,由I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,可得ClO2~5S2O32-,據(jù)此計(jì)算.

解答 解:(1)由題目信息,可知KClO3和H2C2O4反應(yīng)生成K2CO3、ClO2和CO2,由H元素守恒應(yīng)有水生成,反應(yīng)方程式為:2KClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O,該反應(yīng)需要控制60℃溫度,使用水浴加熱,需要用溫度計(jì),
故答案為:2KClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O;溫度計(jì);
(2)ClO2的沸點(diǎn)為11.0℃,易揮發(fā),B裝置必須放在冰水浴中,可以使ClO2充分冷凝以減少揮發(fā),
故答案為:使ClO2充分冷凝以減少揮發(fā);
(3)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法,為防止析出晶體NaClO2•3H2O,應(yīng)趁熱過(guò)濾,由題目信息可知,應(yīng)控制溫度38℃~60℃進(jìn)行洗滌,低于60℃干燥,
故答案為:趁熱過(guò)濾;用38℃~60℃熱水洗滌;
(4)①在暗處?kù)o置是為了使ClO2與KI充分反應(yīng),若不靜置,ClO2反應(yīng)不完全,生成的碘偏小,故測(cè)得的結(jié)果就偏小,故答案為:偏小;
②淀粉遇碘變藍(lán)色,Na2S2O3溶液會(huì)消耗碘單質(zhì),故滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為:滴入最后一滴Na2S2O3溶液后溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且30s不變色,
故答案為:滴入最后一滴Na2S2O3溶液后溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且30s不變色;
③ClO2溶液與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O,由I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,可得ClO2~5S2O32-,原ClO2溶液的濃度為:[V2×10-3×cmol/mol×$\frac{1}{5}$×$\frac{100mL}{{V}_{1}mL}$×67.5g/mol]÷0.01L=$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L,
故答案為:$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)實(shí)驗(yàn)制備方案、對(duì)題目信息的遷移應(yīng)用、物質(zhì)的分離提純、滴定應(yīng)用等,理解原理是解題的關(guān)鍵,同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,難度較大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.Cu與石墨都能導(dǎo)電,但都屬于非電解質(zhì)
B.AgCl與BaSO4都是難溶性鹽,但都屬于強(qiáng)電解質(zhì)
C.SO2與CaO都是氧化物,因此SO2、CaO都是非電解質(zhì)
D.NaCl與HCl都是電解質(zhì),因此熔融NaCl、液態(tài)HCl都能導(dǎo)電

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

6.下列圖象能正確反映對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作的是( 。
A.
向一定量的飽和石灰水中加入氧化鈣
B.
加熱一定量高錳酸鉀固體產(chǎn)生氧氣
C.
用一定量的雙氧水制取氧氣
D.
向一定量的硝酸銀溶液中插入銅絲

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.在水溶液中能大量共存,且加入過(guò)量稀硫酸溶液時(shí),有氣體生成的是( 。
A.Na+   Ag+  CO32-   Cl-B.K+    Ba2+SO42-   Cl-
C.Na+  K+   CO32-   Cl-D.Na+   K+    Cl-    SO42-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

10.0.5mol SO2和0.5mol SO3中含S原子的物質(zhì)的量之比為1:1.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

8.磺酰氯(SO2Cl2)是一種重要的有機(jī)合成試劑,實(shí)驗(yàn)室可利用SO2與反應(yīng)制取少量的SO2Cl2.裝置如圖(有些支持裝置省略了)所示.已知SO2Cl2的熔點(diǎn)為-54.1℃,沸點(diǎn)為69.1℃,遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),產(chǎn)物之一為氯化氫氣體.

(1)儀器E的者稱是分液漏斗,由B的使用可知SO2與氯氣之間的反應(yīng)居于放(填“放”或“吸”)熱反應(yīng),儀器C的作用是吸收逸出都有毒的Cl2、SO2,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C,防止污染環(huán)境及磺酰氯水解.
(2)儀器組裝完畢后,檢驗(yàn)甲裝置氣密性的方法是塞好恒壓漏斗上方的塞子,將蒸餾燒瓶的導(dǎo)氣管進(jìn)入水中,酒精燈微熱,導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生,停止加熱,導(dǎo)管口有一段液柱產(chǎn)生,則裝置的氣密性良好表明裝置氣密性良好.
(3)試劑X、Y的組合最好是c.
a.18.4mol/LH2SO4+Cu    b.4mol/LHNO3+Na2SO4   c.60% H2SO4+K2SO3
(4)戊是貯氣裝置,則E中的試劑是飽和食鹽水;若缺少裝置乙和丁,潮濕的氯氣和二氧化硫之間發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl.
(5)反應(yīng)結(jié)束后,將丙中混合物分離開(kāi)的實(shí)驗(yàn)操作是蒸餾.若反應(yīng)中消耗的氯氣的體積為896mL(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況,SO2 足量),最后得到純凈的磺酰氧3.3g,則磺酰氯的產(chǎn)率為61.1%(保留三位有效數(shù)字).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.資料顯示:a.Na2S2O3、BaS2O3、BaS均易溶于水.
b.SO2、Na2S、Na2CO3反應(yīng)可生成Na2S2O3
某化學(xué)小組據(jù)此進(jìn)行了制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3•5H2O)的探究.實(shí)驗(yàn)制備裝置如圖所示(省略?shī)A持裝置):

回答問(wèn)題:
(1)儀器a的名稱是分液漏斗.
(2)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率.B中最好盛裝的液體是c.
a.蒸餾水  b.飽和Na2SO3溶液   c.飽和NaHSO3溶液  d.飽和NaHCO3溶液
(3)在裝置C中生成Na2S2O3
①完成反應(yīng)方程式:4SO2+2Na2S+1Na2CO3=3Na2S2O3+CO2
②反應(yīng)開(kāi)始先使A中發(fā)生反應(yīng)一會(huì)兒,再使C中反應(yīng)發(fā)生,其原因是排除裝置內(nèi)空氣,防止發(fā)生氧化生成Na2SO4
③結(jié)束反應(yīng)后,取C中溶液,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥、得到Na2S2O3•5H2O.
(4)完成對(duì)所得產(chǎn)品的檢測(cè)的實(shí)驗(yàn):
推測(cè)操作和現(xiàn)象結(jié)論
雜質(zhì)中的正鹽成分可能有:
Na2S
Na2CO3
Na2SO3
Na2SO4
①取Wg產(chǎn)品配成稀溶液;
②向溶液中滴加過(guò)量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,過(guò)濾,得沉淀和濾液;
③向沉淀中加入過(guò)量鹽酸,沉淀完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生.
產(chǎn)品雜質(zhì)中:
一定含有Na2SO3,
可能含有Na2CO3 Na2S,
一定不含有Na2SO4
(5)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是常用的還原劑.在維生素C(化學(xué)式C6H8O6)的水溶液中加入過(guò)量I2溶液,使維生素C完全氧化,剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定,可測(cè)定溶液中維生素C的含量.發(fā)生的反應(yīng)為:
C6H8O6+I2═C6H6O6+2H++2I-       2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
在一定體積的某維生素C溶液中加入a mol•L-1I2溶液V1mL,充分反應(yīng)后,用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2.上述滴定時(shí),采用淀粉作指示劑,判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴加最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不變色.消耗b mol•L-1Na2S2O3溶液V2mL.該溶液中維生素C的物質(zhì)的量是(aV1-$\frac{b{V}_{2}}{2}$)×10-3mol.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

12.A、B、C、D是原子序數(shù)均小于20的四種元素,A與B同主族,既能形成BA2型分子又能形成BA3型分子.B、C、D所形成的簡(jiǎn)單離子電子層結(jié)構(gòu)相同,且B、C、D離子半徑依次減。
據(jù)此回答下列問(wèn)題:
(1)C元素在元素周期表中的位置是第三周期VIIA族.
(2)B與D所形成的化合物電子式為
(3)將C單質(zhì)和BA2同時(shí)通入水中,會(huì)生成兩種強(qiáng)酸,其反應(yīng)的離子方程式為Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-
(4)實(shí)驗(yàn)室里除去BA2氣體,可用下列試劑中的AC(填字母).
A.酸性高錳酸鉀溶液  B.濃H2SO4  C.NaOH溶液  D.品紅溶液
(5)由A、B、D三種元素所組成的某種鹽溶液在空氣易被氧化而變質(zhì),其原因是(用離子方程式表示)2SO32-+O2═2SO42-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.下列反應(yīng)中,反應(yīng)后固體物質(zhì)比反應(yīng)前增重的是( 。
A.氫氣通過(guò)灼熱的CuO粉末B.二氧化碳通過(guò)Na2O2粉末
C.鋁與氧化鐵高溫下發(fā)生反應(yīng)D.將鋅粒投入FeCl2溶液

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同步練習(xí)冊(cè)答案