Question

【題目】二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，答下列問題：

(1)工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為_______________。

(2)實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2：

圖1 圖2

①電解時發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________________________ 。

②溶液X中大量存在的陰離子有________________________________________________ 。

③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 ___________________(填標號)。

a．水 b．堿石灰 c．濃硫酸 d．飽和食鹽水

(3)用上圖2裝置可以測定混合氣中ClO2的含量：

Ⅰ．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸：

Ⅱ．在玻璃液封裝置中加入水.使液面沒過玻璃液封管的管口；

Ⅲ．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；

Ⅳ．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中：

Ⅴ．用0.1000 mol·L-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液（I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－)，指示劑顯示終點時共用去20.00 mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中：

①錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為_______________________________。

②玻璃液封裝置的作用是________________________________________________。

③V中加入的指示劑通常為___________，滴定至終點的現(xiàn)象是_________________________。

④測得混合氣中ClO2的質量為____________________________ g.。

(4)O2處理過的飲用水會含有一定最的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物庾最適宜的是________(填標號)。

a．明礬 b．碘化鉀 c．鹽酸 d．硫酸亞鐵

Answer 1

【答案】2：1NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 Cl—、OH—c2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出）淀粉溶液溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內溶液顏色不再改變0.02700d

【解析】

(1) KC1O3→ClO2中,氯元素的化合價降低，KC1O3是氧化劑；Na2SO3在反應中作還原劑，被氧化為Na2SO4；根據(jù)電子得失守恒可知：n(KC1O3)×(5-4)= n(Na2SO3) ×(6-4)，計算得n(KC1O3)：n(Na2SO3)=2:1；正確答案：2：1。

(2) ①由生產流程可知氯化銨在鹽酸溶液中電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl3，電解方程式為：NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ；正確答案：NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。

②在NCl3溶液中加入NaClO2，可生成ClO2、NH3和X，發(fā)生NCl3+NaClO2+H2O→ClO2+NH3+NaOH+NaCl，溶液X中大量存在的陰離子有Cl-、OH-；正確答案：Cl-、OH-。

③a.ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故錯誤；

b.堿石灰不能吸收氨氣，故錯誤；

c.濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO2，故正確；

d.ClO2易溶于水，不能利用飽和食鹽水除雜，故錯誤；

正確選項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；正確答案：2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O。

②玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO2氣體（避免碘的逸出）；正確答案：吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出）。

③V中加入的指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色；正確答案：淀粉溶液；溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內溶液顏色不再改變。

④已知：2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O，I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－；含有Na2S2O3物質的量為0.02 L×0.1mol/L=0.002 mol，則：根據(jù)關系式：2ClO2--5I2-10S2O32－可知，2:10= n(ClO2)：0.002，n(ClO2)= 0.0004mol，所以m(ClO2)=0.004 mol×67.5g/mol=0.02700g；正確答案：0.02700。

(4) a.因明礬與亞氯酸鹽不反應，不能消除亞氯酸鹽中亞氯酸根離子，故a錯誤；

b.碘化鉀中的碘離子具有還原性，能與亞氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應，但會增加碘單質的濃度，不適合對飲用水的處理，故b錯誤；

c.鹽酸會與亞氯酸根離子反應生成氯氣，可能會使氯氣超標，何況飲用水中加鹽酸本身不適合，故c錯誤；

d.硫酸亞鐵會與亞氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應，使亞氯酸根離子轉化為無毒的氯離子，同時將亞鐵離子氧化為3價鐵離子，鐵離子由于水解會生成氫氧化鐵膠體，具有凈水功能，該方法是最理想的方法，故d正確；正確選項d。