Question

二氧化氯(ClO₂)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl₂相比，ClO₂不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物。

(1)在ClO₂的制備方法中，有下列兩種制備方法：

方法一：2NaClO₃+4HCl====2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O

方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄====2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O

用方法二制備的ClO₂更適合用于飲用水的消毒，其主要原因是_____________________。

(2)用ClO₂處理過的飲用水(pH為5.5～6.5)常含有一定量對(duì)人體不利的亞氯酸根離子()。2001年我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定，飲用水中的含量應(yīng)不超過0.2 mg·L^-1。

飲用水中ClO₂、的含量可用連續(xù)碘量法進(jìn)行測(cè)定。ClO₂被I^-還原為、Cl^-的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如下圖所示。當(dāng)pH≤2.0時(shí)，也能被I^-完全還原成Cl^-。反應(yīng)生成的I₂用標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液滴定：

2Na₂S₂O₃+I₂====Na₂S₄O₆+2NaI

①請(qǐng)寫出pH≤2.0時(shí)，與I^-反應(yīng)的離子方程式__________________________。

②請(qǐng)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟：

步驟1：準(zhǔn)確量取V mL水樣加入到錐形瓶中。

步驟2：調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0～8.0。

步驟3：加入足量的KI晶體。

步驟4：加少量淀粉溶液，用c mol·L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₁ mL。

步驟5：_________________________________。

步驟6：再用c mol·L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。

③根據(jù)上述分析數(shù)據(jù)，測(cè)得該飲用水樣中的濃度為________________mol·L^-1 (用含字母的代數(shù)式表示)。

④若飲用水中的含量超標(biāo)，可向其中加入適量的Fe²⁺將還原成Cl^-，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是____________________________(填化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】

(1)方法二制備的ClO₂中不含Cl₂

(2)①+4H⁺+4I^-Cl^-+2I₂+2H₂O

②調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0

③

④Fe(OH)₃

【解析】(1)分析問題時(shí)要了解有關(guān)知識(shí)。題干中明確指出用ClO₂代替Cl₂的優(yōu)點(diǎn)，所以方法二優(yōu)于方法一。

(2)①pH≤2.0，為酸性溶液，書寫離子方程式時(shí)H⁺一定作為反應(yīng)物。

②解答本題要弄清題意，前面在pH＝7.0～8.0時(shí)，發(fā)生反應(yīng)2ClO₂+2I^-====+I₂，則后面要在pH≤2.0情況下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化→Cl^-，以便測(cè)定ClO₂、的含量，所以步驟⑤為調(diào)節(jié)溶液pH≤2.0。

③pH＝7.0～8.0，發(fā)生反應(yīng)2ClO₂+2I^-====+I₂

關(guān)系式：

2ClO₂～I(xiàn)₂ ～ 2Na₂S₂O₃ ～ 2

c·V₁·10^-3 molc·V₁·10^-3 molc·V₁·10^-3 mol

pH≤2.0，發(fā)生變化+4I^-+4H⁺====Cl^-+2I₂+2H₂O

關(guān)系式：

～  2I₂～  4Na₂S₂O₃

 c·V₂·10^-3 mol

則c()＝