Question

二氧化氯(ClO₂)是目前國際上公認的第四代高效、

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反應制得。則該反應的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是________。

Ⅱ.實驗室也可用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)生反應的化學方程式：____________。

(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硫代硫酸鈉標準溶液滴定(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的離子方程式__________________。

③滴定終點的現(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含量應不超過0.2 mg·L^－1。若飲用水中ClO的含量超標，可向其中加入適量的Fe^2＋，該反應的氧化產(chǎn)物是____________  (填化學式)，其發(fā)生反應的離子方程式為_________________            __________。

Answer 1

【知識點】氯、溴、碘及其化合物的綜合應用；制備實驗方案的設計

【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^－＋4Fe^2＋＋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)生氧化還原反應生成硫酸鉀、硫酸鈉、二氧化氯和水，該反應中硫元素化合價由+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的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是1：2；

（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，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，
③溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明滴定至終點，
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)生反應的離子方程式為: ClO₂^－＋4Fe^2＋＋2H₂O＋8OH^－＝4 Fe(OH)₃↓＋Cl^－

【思路點撥】本題考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應滴定及應用、對工藝流程及裝置理解分析等，難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息解決問題的能力．注意基礎知識的全面掌握。