Question

二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑。ClO₂是一種黃綠色的氣體，易溶于水。實驗室以NH₄C1、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂的流程如下：

⑴ 寫出電解時發生反應的化學方式：                                    。
⑵ 測定ClO₂（如右圖）的過程如下：在錐形瓶中加入足最的碘化鉀，用100 mL水溶解后，再加3 mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；將生成的ClO₂氣體通過導管在錐形瓶中被吸收；將玻璃封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用c mol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定（I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－)，共用去V mL硫代硫酸鈉溶液。
① ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，反應的離子方程式為：                   。
② 裝置中玻璃液封管的作用是                   、                   。
③ 滴定至終點的現象是                                  。
④ 測得ClO₂的質量m(ClO₂)＝          。（用含c、V的代數式表示）

Answer 1

⑴ NH₄Cl＋2HCl＝3H₂↑＋NCl₃（1分）
⑵①2ClO₂＋10I^－＋8H^＋＝2Cl^－＋5I₂＋4H₂O（1分）
②用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等（2分）
③ 溶液由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不褪色（1分）
④ 1．35cV×10^－2 g（1分）

試題分析：（1）電解氯化銨和鹽酸混合溶液時，根據流程圖知生成氫氣、和NCl₃，其電解反應方程式為：NH₄Cl+2HCl3H₂↑+NCl₃．
（2）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，
②裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等．
③淀粉溶液作指示劑，結合反應I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－可以判斷溶液由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不褪色，說明滴定至終點。
④VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．則：
根據關系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
2                10
n（ClO₂）     c?V?10^-3 mol
所以n（ClO₂）=1/5c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=1/5c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g．