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NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂的流程如下：

（1）寫出電解時發生反應的化學方程式：

NH₄Cl+2HCl═3H₂↑+NCl₃

．
（2）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是

C

．（填序號）
A．碳酸鈉溶液    B．堿石灰    C．濃硫酸    D．水
（3）測定ClO₂（如圖）的過程如下：在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加3mL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cmol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定 （I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去VmL硫代硫酸鈉溶液．

①ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應（還原產物為Cl^-），反應的離子方程式為：

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滴定至終點的現象是

溶液由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不褪色

．
④測得ClO₂的質量m（ClO₂）

1.35cv×10^-2g

．（用含c、V的代數式表示）
（4）設計實驗來確定溶液X的成份，請補充完成實驗步驟和現象．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
① 取一根鉑絲在火焰上灼燒至無色，再蘸取少許溶液X在火焰上燒	火焰呈黃色	溶液X中含有鈉離子
② 取少許溶液X于一支試管中，先滴加硝酸，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液）	產生白色沉淀	溶液X中含有氯離子

Answer 1

分析：（1）由工藝流程轉化關系可知，電解氯化銨與鹽酸混合溶液，生成NCl₃與H₂．
（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．據此判斷．
（3）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．
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．
③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．
④根據關系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算n（ClO₂），再根據m=nM計算m（ClO₂）．
（4）若溶液X中含有鈉離子，可以利用焰色反應檢驗Na⁺．若溶液X中含有氯離子，利用氯化銀白色沉淀檢驗Cl^-．

解答：解：（1）由工藝流程轉化關系可知，電解氯化銨與鹽酸混合溶液，生成NCl₃與H₂，
反應方程式為NH₄Cl+2HCl═3H₂↑+NCl₃．
故答案為：NH₄Cl+2HCl═3H₂↑+NCl₃．
（2）A、ClO₂易溶于水，不能利用碳酸鈉溶液吸收氨氣，故A錯誤；
B、堿石灰不能吸收氨氣，故B錯誤；
C、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故C正確；
D、ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故D錯誤．
故選：C．
（3）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．
故答案為：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．
故答案為：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．
故答案為：溶液由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不褪色，．
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

5

c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g．
故答案為：1.35cv×10^-2g．
（4）①取一根鉑絲在火焰上灼燒至無色，再蘸取少許溶液X在火焰上灼燒，火焰呈黃色，說明溶液X中含有鈉離子．
故答案為：取一根鉑絲在火焰上灼燒至無色，再蘸取少許溶液X在火焰上灼燒；火焰呈黃色．
②取少許溶液X于一支試管中，先滴加硝酸，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液），產生白色沉淀，說明溶液X中含有氯離子．
故答案為：取少許溶液X于一支試管中，先滴加硝酸，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液）；產生白色沉淀．

點評：考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應滴定及應用、離子檢驗、對工藝流程及裝置理解分析等，難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息解決問題的能力．注意基礎知識的全面掌握．