Question

【題目】ClO2氣體是一種常用的消毒劑,我國從2000年起逐步用ClO2代替氯氣對飲用水進行消毒.

(1)消毒水時,ClO2還可將水中的Fe2+、Mn2+等轉化成Fe（OH）3和MnO2等難溶物除去,在這個過程中,Fe2+、Mn2+的化合價升高,說明ClO2具有______性.

(2)工業(yè)上可以通過下列方法制取ClO2，請完成該化學反應方程式：2KClO3+SO2==2ClO2+_____。

(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,寫出化學方程式:_____________

(4)自來水廠用ClO2處理后的水中，要求ClO2的濃度在0.1~0.8mg/L之間。碘量法可以檢測水中ClO2的濃度，步驟如下：

Ⅰ取一定體積的水樣，加入一定量的碘化鉀，再用氫氧化鈉溶液調至中性，并加入淀粉溶液，溶液變藍。

Ⅱ加入一定量的Na2S2O3溶液。（已知：2S2O32-+I2== S4O62-+2I-）

Ⅲ加硫酸調節(jié)水樣pH至1～3。

操作時，不同pH環(huán)境中粒子種類如圖所示：

請回答：

①操作Ⅰ中反應的離子方程式是_____。

②在操作Ⅲ過程中，溶液又呈藍色，反應的離子方程式是_____。

③若水樣的體積為1.0L，在操作Ⅱ時消耗了1.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10ml，則水樣中ClO2的濃度是_____ mg/L。

Answer 1

【答案】氧化性 K2SO4 2Cl2 + 2H2O（g）+ C═4HCl + CO2 2ClO2 + 2I- = 2ClO2- + I2 ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O 0.675

【解析】

（1）在這個過程中，Fe2+、Mn2+的化合價升高，則ClO2的化合價降低，為氧化劑，具有氧化性，故答案為：氧化性；

（2）質量守恒可得：2KClO3+SO2=2ClO2+K2SO4，故答案為：K2SO4；

（3）使Cl2和H2O（g）通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2是放熱反應，化學方程式為2Cl2 + 2H2O（g）+ C═4HCl + CO2，故答案為：2Cl2 + 2H2O（g）+ C═4HCl + CO2；

（4）①用氫氧化鈉溶液調至中性，由圖知，此條件下粒子種類為 ClO2，ClO2將加入的碘化鉀氧化為I2，自身被還原成ClO2-，離子方程式為：2ClO2 + 2I- = 2ClO2- + I2，故答案為：2ClO2 + 2I- = 2ClO2- + I2；

②由圖示表明，pH至1～3時，ClO2-將I-氧化成I2，離子方程式為：ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O；故答案為：ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O；

③S2O32- ～ I- ～ ClO2

1 1 1

1.0×10-3 mol/L×0.01L 1.0×10-5mol

m（ClO2）=n（ClO2）×M（ClO2）=1.0×10-5mol×67.5×103mgmol-1=0.675mg，由于水樣為 1L，所以 ClO2 的濃度為=0.675 mgL-1，故答案為：0.675。