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的質量m(ClO₂)=            。（用含c、V的代數式表示）

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）

解析試題分析：（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，陰極發生還原反應析出H₂，電極反應式：6H⁺+6e^-=3H₂，陽極發生氧化反應，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根據反應方程式得出三者關系
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）
考點：本題是一道化工流程題，主要考查的是干燥劑的選擇、氧化還原反應方程式的配平、電極反應式的書寫、氧化還原滴定的計算等，考查內容豐富，綜合性強，需要有比較好的方法。