Ⅰ．二氧化氯（ClO 2 ）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。工业
Ⅰ．二氧化氯（ClO 2 ）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO 3 和草酸（H 2 C 2 O 4 ）在60℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO 2 。 （1）A必须添加温度控制装置，除酒精灯、温度计外，还需要的玻璃仪器有 。（2）反应后在装置C中可得NaClO 2 溶液。已知在温度低于38℃时NaClO 2 饱和溶液中析出晶体是NaClO 2 ·3H 2 O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO 2 。根据上右图所示的NaClO 2 的溶解度曲线，请补充从NaClO 2 溶液中制得NaClO 2 晶体的操作步骤： ① 蒸发结晶；② ；③ 洗涤；④ 干燥。（3）ClO 2 很不稳定，需随用随制，用水吸收得到ClO 2 溶液。为测定所得溶液中ClO 2 的浓度，进行了下列实验：① 准确量取ClO 2 溶液V 1 mL加入到锥形瓶中，加适量蒸馏水稀释，调节试样的pH≤2.0。② 加入足量的KI晶体，静置片刻。此时发生反应的离子方程式为： ；③ 加入淀粉指示剂，用c mol/L Na 2 S 2 O 3 溶液滴定，至终点时消耗Na 2 S 2 O 3 溶液V 2 mL。则原ClO 2 溶液的浓度为 mol／L（用含字母的代数式表示）。（已知2 Na 2 S 2 O 3 +I 2 = Na 2 S 4 O 6 +2NaI）Ⅱ．将由Na + 、Ba 2+ 、Cu 2+ 、SO 4 2 － 、Cl － 组合形成的三种强电解质溶液，分别装入下图装置中的甲、乙、丙三个烧杯中进行电解，电极均为石墨电极。 接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系如右上图（忽略因气体溶解带来的影响）。据此回答下列问题：（1）写出乙烧杯中发生反应的化学方程式 ；（2）电极f上发生的电极反应为 ；（3）若经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了8g，要使丙烧杯中溶液恢复到原来的状态，应进行的操作是 。
| I． (1) 烧杯 (2分) （2） 趁热过滤 （2 分） （3）2ClO 2 + 8H + + 10I － ="==2" Cl — + 5I 2 + 4H 2 O （3 分）  （2 分）Ⅱ．（1）2CuSO 4 + 2H 2 O  2Cu + O 2 ↑ + 2H 2 SO 4 （2分） （2）4OH － －4e － =2H 2 O + O 2 ↑（2分） （3）向丙烧杯中加入2.25g水（3分） |
| 试题分析：Ⅰ．（1）本题要结合题干所给信息解答。题干中提到制备二氧化氯是由潮湿的KClO 3 和草酸（H 2 C 2 O 4 ）在60℃时反应制得的，因此暗示该反应需要控制反应温度。控制该反应温度在60℃，可以选择60℃的热水浴。因此热水浴的温度控制装置除酒精灯、温度计外，还需要的玻璃仪器应该是能装水浴加热用的大烧杯。 （2）题中已说明NaClO 2 溶液容易得到2中晶体，而低于38℃时NaClO 2 饱和溶液中析出晶体是NaClO 2 ·3H 2 O，高于38℃时析出晶体是NaClO 2 ，因此要得到无结晶水的NaClO 2 晶体，要保证在过滤的时候温度高于38℃，因此采用趁热过滤。 （3）酸化的ClO 2 溶液中加入KI晶体后，溶液变蓝，说明有碘单质生成，所以发生的氧化还原反应离子方程式为2ClO 2 + 8H + + 10I － ="==2" Cl — + 5I 2 + 4H 2 O。 根据已知反应方程式关系得：n(ClO 2 )="2/5" n(I 2 ) ， n(I 2 )="1/2" n(Na 2 S 2 O 3 )，因此n(ClO 2 )="1/5" n(Na 2 S 2 O 3 )。所以c (ClO 2 )= 1/5×c×V 2 ÷V 1 =  mol／LⅡ．从常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系图可知，甲、丙两烧杯起始pH值等于7，甲、丙的电解质溶液是强酸强碱盐；乙烧杯起始pH值小于7，电解质溶液为强酸弱碱盐。乙烧杯的电极C质量增重，则可推断增重原因为有金属Cu析出，该电极是阴极，并由此可以得出电源M为负极，N为正极；a、c、e为阴极，b、d、f为阳极。 （1）乙烧杯的电极C质量增重，阴极为Cu2+放电；溶液pH值逐渐降低，说明溶液中阳极OH-放电，使溶液中氢离子增多；所以根据放电情况可以推测得出乙中的电解质溶液为CuSO4溶液，因此电解该溶液的化学方程式为2CuSO 4 + 2H 2 O 2Cu + O 2 ↑ + 2H 2 SO 4 。（2）丙烧杯中的电解质是强酸强碱盐，随着电解的进行，丙中的溶液pH值不变，则阴极e为H+放电，阳极f上OH-放电，电解实质在电解水，由此可推测该电解质溶液是Na2SO 4 ，因此f电极反应式为4OH － －4e － =2H 2 O + O 2 ↑。 （3）乙烧杯中c电极质量增加了8g，则生成了0.125mol的单质Cu，则转移电子0.25mol，因此丙烧杯中电解消耗0.125mol的水，要使溶液恢复，应该加入0.125mol的水，即2.25g水。 |