Question

二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑。ClO₂是一種黃綠色的氣體，易溶于水。實驗室以NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂的流程如下：

（1）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是     ；可用于制取NH₃的是________（填序號）

A．飽和食鹽水

B．堿石灰

C．濃硫酸

D．水 E.NH4HCO3

（2）寫出NaClO₂溶液與NCl₃溶液反應的化學方程式：__________________
（3）寫出電解時陽極發(fā)生的電極反應式_                              
（4）測定ClO₂的過程如下：在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；將生成的ClO₂氣體通過導管在錐形瓶中被吸收；將玻璃封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定 (I₂+2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－)，共用去VmL硫代硫酸鈉溶液。
①請寫出上述二氧化氯氣體與碘化鉀溶液反應的離子方程式          
②測得ClO₂的質(zhì)量m(ClO₂)=            。（用含c、V的代數(shù)式表示）

Answer 1

（1）C （2分）；BE （2分）
（2）6NaClO₂+NCl₃+3H₂O=6ClO₂↑+NH₃↑+3NaCl+3NaOH （3分）
（3）NH₄⁺+3Cl^- -6e^-=NCl₃+4H⁺（3分）
（4）①2ClO₂+10I^-+8H⁺⁼2Cl^-+5I₂+4H₂O （3分）
②1.35×10^-2CV（g）（3分）

試題分析：（1）ClO₂ 易溶于水，NH₃ 又顯堿性，因此要除去混有的氨氣，應該選擇濃硫酸（2分）；制備氨氣可以選擇銨鹽和強堿制備。（2分）
（2）根據(jù)已給出的反應物和生成物中化合價判斷該反應是個氧化還原反應，由于有氨氣產(chǎn)生，所以反應物必然有H₂O參加，相應的就會生成NaCl 、NaOH 。
（3）電解在酸性條件下進行，陰極發(fā)生還原反應析出H₂，電極反應式：6H⁺+6e^-=3H₂，陽極發(fā)生氧化反應，NH₄⁺被氧化成NCl₃ ，有H⁺生成，電極反應式：NH₄⁺+3Cl^- -6e^-=NCl₃+4H⁺（3分）
（4）ClO₂ 有較強氧化性，把I^- 氧化為I₂ ，在酸性條件下，考慮有H⁺參加生成H₂O （3分）
②根據(jù)反應方程式得出三者關(guān)系
ClO₂ ～I₂～S₂O₃^2－
2 ： 5  ：10
m(ClO₂)=n(ClO₂)×M(ClO₂)=0.2n(S₂O₃^2－)×M(ClO₂)=0.2×Cmol/L×V×10^-3 L×67.5g/mol=1.35×10^-2CV（g）（3分）