Question

2．ClO₂和Cl₂都是常用的自來水消毒劑，但我國(guó)從2000年起逐步用ClO₂代替Cl₂對(duì)飲用水進(jìn)行消毒．
（1）工業(yè)上制取Cl₂的化學(xué)反應(yīng)方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）自來水廠用ClO₂處理后的自來水的pH為5.5～6.5，要求其中ClO₂的濃度在0.1～0.8mg•L^-1之間．某研究牲學(xué)習(xí)小組．為了檢測(cè)某自來水樣中ClO₂的濃度是否超標(biāo)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
I．準(zhǔn)確量取10.00mL自來水樣，稀釋成100.00mL試樣備用；
Ⅱ．量取20.00mL試樣加入錐形瓶中；滴加NaOH溶液調(diào)至中性，再加入稍過量的KI晶體，靜置片刻；（己知：中性條件下，2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂）
Ⅲ．加入指示劑X，用2.0×10^-5mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00mL．（已知：2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-  ）．
請(qǐng)回答：
①指示劑X是：淀粉
②滴定終點(diǎn)的顏色變化為由藍(lán)色變?yōu)闊o色．
③試計(jì)算此水樣中ClO₂的濃度（單位：mg•L^-1）并判斷ClO₂的濃度是否超標(biāo)．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)用電解飽和食鹽水制備氯氣；
（2）滴加NaOH溶液調(diào)至中性，再加入稍過量的KI晶體發(fā)生2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂，加入Na₂S₂O₃溶液發(fā)生2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，可用淀粉為指示劑，反應(yīng)終點(diǎn)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，結(jié)合反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）工業(yè)用電解飽和食鹽水制備氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①操作Ⅱ生成碘，加入淀粉變藍(lán)色，碘與Na₂S₂O₃溶液發(fā)生2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，可用淀粉為指示劑，故答案為：淀粉；
②加入淀粉變藍(lán)色，隨著碘的消耗，溶液變?yōu)闊o色，故答案為：由藍(lán)色變?yōu)闊o色；
③滴加NaOH溶液調(diào)至中性，再加入稍過量的KI晶體發(fā)生2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂，加入Na₂S₂O₃溶液發(fā)生2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，反應(yīng)的關(guān)系式為2ClO₂～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，
n（Na₂S₂O₃）=2.0×10^-5mol•L^-1×0.01L=2.0×10^-7mol，則n（ClO₂）=2.0×10^-7mol，
此水樣中ClO₂的濃度為$\frac{2.0×1{0}^{-7}mol×67.5g/mol}{0.01L}$=1.35×10^-3g/L=1.35mg/L，
可知ClO₂的濃度超標(biāo)．
答：ClO₂的濃度超標(biāo)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查二氧化氯的性質(zhì)及應(yīng)用，注意把握所給信息來分析解答，側(cè)重學(xué)生解決新問題能力以及計(jì)算能力的考查，將知識(shí)活學(xué)活用為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．