问题标题:
ClO2是一种高效水处理剂,某实验小组用如图所示装置制取并收集ClO2.已知:信息内容①ClO2为黄绿色气体,极易溶于水,熔点为-59℃,沸点为11℃,具有强氧化性②ClO2
问题描述:
ClO2是一种高效水处理剂,某实验小组用如图所示装置制取并收集ClO2.已知:
信息 | 内容 |
① | ClO2为黄绿色气体,极易溶于水,熔点为-59℃,沸点为11℃,具有强氧化性 |
② | ClO2易爆炸,若用惰性气体等稀释,则爆炸的可能性大降低 |
③ | HClO4、HClO2均是强酸,HClO4为无色透明液体,沸点为90℃;HClO2很不稳定,容易分解 |
(2)装置C的作用是___,装置B中用冰水浴的目的是___.
(3)工业上生产HClO4和NaClO2的工艺流程如图所示.
①操作2的名称是___;
②设计简单实验证明HClO2为弱酸:___.
(4)ClO2很不稳定,需用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液,为测定所得溶液中ClO2的含量,进行下列实验:
步骤1:准确量取V1mLClO2溶液于锥形瓶中.
步骤2:用稀硫酸调节ClO2溶液的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻.
步骤3:加入指示剂,用cmol•L-1•的Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL.
实验中加入的指示剂是___,达到滴定终点时的现象是___.
原溶液中ClO2的含量为___(用含字母的代数式表示)g•L-1.(已知:2ClO2+8H++10I-═2Cl-+5I2+4H2,2S2O32-+I2═2I-+S2O32-)
曹金名回答:
根据装置图可知,该实验用草酸在酸性条件下还原氯酸钾制二氧化氯,装置B有冰水冷却产生的二氧化氯并收集,实验中尾气中含有二氧化氯等气体会污染空气,所以用氢氧化钠进行尾气吸收,由于ClO2极易溶于水,所以要用装置C防止氢氧化钠溶液倒吸,
(1)根据装置图可知a仪器名称为圆底烧瓶,用草酸在酸性条件下还原氯酸钾制二氧化氯,反应的方程式为2KClO3+H2C2O4=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O,可得到二氧化氯和二氧化碳的混合气体,该反应的优点是二氧化氯被二氧化碳稀释,可防止二氧化氯爆炸,
故答案为:圆底烧瓶;2KClO3+H2C2O4=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O;二氧化氯被二氧化碳稀释,可防止二氧化氯爆炸;
(2)根据上面的分析可知,装置C可以防止倒吸,装置B用冰水浴可以冷凝并分离出二氧化氯,
故答案为:防止倒吸;冷凝并分离出二氧化氯;
(3)由流程图可知,反应器中浓硫酸与氯酸钠反应生成ClO2、HClO4、硫酸氢钠,ClO2再经过反应可生成NaClO2,
①操作2为从溶液中获得HClO4为无色透明液体,即分离两种熔点不同的液体,可以用蒸馏的方法,
故答案为:蒸馏;
②证明HClO2为弱酸的方法是,在常温下测定NaClO2溶液的PH值,若PH值大于7,则为HClO2弱酸,
故答案为:在常温下测定NaClO2溶液的PH值,若PH值大于7,则为HClO2弱酸;
(4)用Na2S2O3溶液滴定I2,滴定终点时,I2完全反应,可以用淀粉溶液作指示剂,滴定终点时溶液由蓝色变为无色,且保持30s不变,由反应可得关系式:2ClO2~5I2~10S2O32-,可知V1mL×c(ClO2):V2mL×c(Na2S2O3)=2:10,则V1mL×c(ClO2):V2mL×cmol.L-1,故c(ClO2)=cV
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