Question

二氧化氯(ClO2)是目前國際上公認(rèn)的第四代高效、無毒的消毒劑，是一種黃綠色的氣體，易溶于水。

Ⅰ.(1) ClO2可由KClO3在H2SO4存在的條件下與Na2SO3反應(yīng)制得。則該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是________。

Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室也可用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料制備ClO2，其流程如下：

(2) 寫出電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________。

(3) 除去ClO2中的NH3可選用的試劑是________。(填序號)

   A．飽和食鹽水          B．堿石灰  

   C．濃硫酸              D．水

(4) 測定ClO2(如右圖)的過程如下：在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100 mL水溶解后，再加3 mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；將生成的ClO2氣體通過導(dǎo)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c mol·L－1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(I2＋2S2O＝ 2I－＋S4O)，共用去V mL硫代硫酸鈉溶液。

①裝置中玻璃液封管的作用是_______________________________________。

②請寫出上述二氧化氯氣體與碘化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式__________________。

③滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________________________________________。

④測得通入ClO2的質(zhì)量m(ClO2)＝________。(用含c、V的代數(shù)式表示)

(5) 用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5～6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子ClO。2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定，飲用水的ClO含量應(yīng)不超過0.2 mg·L－1。若飲用水中ClO的含量超標(biāo)，可向其中加入適量的Fe2＋，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是____________  (填化學(xué)式)，其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________            __________。

Answer 1

【知識點(diǎn)】氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用；制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

【答案解析】（1） 1：2  （1分）   （2） NH4Cl＋2HCl  3H2↑＋NCl3   （2分）

（3）C    （1分）

（4）①吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外的壓強(qiáng)相等。（2分）

②2ClO2＋10I－＋8H＋＝5I2＋4H2O＋2Cl－                          （2分）

③溶液恰好由蘭色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變   （1分）

④1.35CV×10－2      （2分）

（5）Fe(OH)3   （1分）    ClO2－＋4Fe2＋＋2H2O＋8OH－＝4 Fe(OH)3↓＋Cl－（2分）

  解析：（1）在酸性條件下，亞硫酸鈉和氯酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸鈉、二氧化氯和水，該反應(yīng)中硫元素化合價由+4價變?yōu)?6價，氯元素化合價由+5價變?yōu)?4價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是1：2；

電解氯化銨和鹽酸混合溶液時，根據(jù)流程圖知生成氫氣、和NCl3，其電解反應(yīng)方程式為：NH4Cl+2HCl 3H2↑＋NCl3

（3）A、ClO2易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故A錯誤；B、堿石灰不能吸收氨氣，故B錯誤；C、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO2，故C正確；D、ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故D錯誤。故選：C；

（4））①裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強(qiáng)相等．
②由題目信息可知，ClO2通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I-為I2，自身被還原為Cl-，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O，
③溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明滴定至終點(diǎn)，
④VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物質(zhì)的量為V•10-3 L×cmol/L=c•V•10-3 mol．則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，
                   2                 10
               n（ClO2）     c•V•10-3 mol

所以n（ClO2）=1/5 c•V•10-3 mol，所以m（ClO2）=1/5 c•V•10-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10-2g

(5) ClO2-具有氧化性，能把還原性的物質(zhì)氧化生成高價態(tài)的物質(zhì)，且在PH為5.5～6.5生成沉淀而除去，在PH為5.5～6.5生成沉淀的物質(zhì)有Fe（OH）3，其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: ClO2－＋4Fe2＋＋2H2O＋8OH－＝4 Fe(OH)3↓＋Cl－

【思路點(diǎn)撥】本題考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)滴定及應(yīng)用、對工藝流程及裝置理解分析等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和靈活應(yīng)用信息解決問題的能力．注意基礎(chǔ)知識的全面掌握。