Question

12．亞氯酸鈉（NaClO₂）和ClO₂都是重要的漂白劑．通常情況下，ClO₂是一種具有強氧化性的黃色氣體，常用于水的凈化和紙漿、紡織品的漂白．ClO₂易發(fā)生爆炸，在生產(chǎn)、使用時可用其它氣體進行稀釋．ClO₂易與堿反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽．
（1）草酸（H₂C₂O₄）是一種弱酸，利用硫酸酸化的草酸還原氯酸鈉，可較安全地生成ClO₂，反應(yīng)的離子方程式為H₂C₂O₄+2ClO₃^-+2H⁺=2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．
（2）自來水用ClO₂處理后，有少量ClO₂殘留在水中，可用碘量法作如下檢測（已知ClO₂存在于pH為4～6的溶液中，ClO₂^-存在于中性溶液中）：
①取0.50L水樣，加入一定量的碘化鉀，用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，再加入淀粉溶液，溶液變藍．寫出ClO₂與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式2ClO₂+2KI=2KClO₂+I₂．
②已知：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，向①所得溶液中滴加5.00×10^-4mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至恰好反應(yīng)，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，判斷達到滴定終點的方法是當?shù)渭幼詈笠坏蜰a₂S₂O₃溶液時，溶液藍色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色．該水樣中ClO₂的濃度是1.35mg/L．
（3）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下裝置進行制取亞氯酸鈉（NaClO₂）．
①裝置A中產(chǎn)生的ClO₂氣體，在裝置C中反應(yīng)生成NaClO₂，寫出生成NaClO₂的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．將NaClO₂溶液在一定條件下處理即可得到NaClO₂晶體．
②裝置B的作用是防止C中試管溶液倒吸到A中．
③某同學(xué)認為上述裝置并不完整，請畫出需補充的裝置圖．

Answer 1

分析 （1）草酸還原氯酸鈉，生成ClO₂，氯元素化合價降低，則草酸中碳元素升價生成二氧化碳，再結(jié)合酸性環(huán)境可寫；
（2）①ClO₂將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)；
②碘與淀粉變藍，用淀粉溶液作指示劑，反應(yīng)中生成碘單質(zhì)顯示藍色，反應(yīng)后無碘單質(zhì)，藍色褪去；根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～I₂～2S₂O₃^2-先計算出ClO₂的物質(zhì)的量，然后再計算出濃度；
（3）裝置A中產(chǎn)生的ClO₂氣體，生成的ClO₂氣體通入裝置C中反應(yīng)生成NaClO₂，將NaClO₂溶液在一定條件下處理即可得到NaClO₂晶體，裝置B放倒吸，ClO₂氣體不能直接排放到空氣中，ClO₂易與堿反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽，故應(yīng)該用氫氧化鈉吸收尾氣，據(jù)此解答．

解答 解：（1）酸化的草酸還原氯酸鈉，生成ClO₂，氯元素化合價降低，則草酸中碳元素升價生成二氧化碳，發(fā)生的離子方程式為：H₂C₂O₄+2ClO₃^-+2H⁺=2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄+2ClO₃^-+2H⁺=2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；
（2）①ClO₂與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2ClO₂+2KI=2KClO₂+I₂；
故答案為：2ClO₂+2KI=2KClO₂+I₂；
③淀粉做指示劑，碘與淀粉變藍，滴定到終點時，碘單質(zhì)正好反應(yīng)完，故滴定達到終點時溶液的顏色變化為溶液藍色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色；2ClO₂～I₂～2S₂O₃^2-，則n（ClO₂）=n（S₂O₃^2-），則0.5L水樣中ClO₂的濃度是$\frac{5×1{0}^{-4}mol/L×20×1{0}^{-3}L×67.5g/mol}{0.5L}$×1000=1.35mg/L；
故答案為：當?shù)渭幼詈笠坏蜰a₂S₂O₃溶液時，溶液藍色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色；1.35；
（3）①裝置A中產(chǎn)生的ClO₂氣體，在裝置C中與氫氧化鈉和過氧化氫反應(yīng)，ClO₂中氯元素化合價降低被還原生成NaClO₂，則過氧化氫被氧化生氧氣，化學(xué)方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
故答案為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
②裝置B的作用是防止C中試管溶液倒吸到A中；
故答案為：防止C中試管溶液倒吸到A中；
③ClO₂氣體不能直接排放到空氣中，ClO₂易與堿反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽，故應(yīng)該用氫氧化鈉吸收尾氣，同時注意防止倒吸，在C裝置后畫：；
故答案為：．

點評 本題以實驗室制備ClO₂為載體，考查了氣體的制備、除雜、收集、尾氣處理等實驗操作，題目難度中等，學(xué)習(xí)中注意把握化學(xué)實驗基本操作，做該類題目時把握實驗?zāi)康暮蛯嶒炘�理是解答題目的關(guān)鍵．