Question

【題目】二氧化氯（ClO2）是一種黃綠色氣體，易溶于水，在混合氣體中的體積分數大于10％就可能發生爆炸，在工業上常用作水處理劑、漂白劑。回答下列問題：

(1)在處理廢水時，ClO2可將廢水中的CN－氧化成CO2和N2，該反應的離子方程式是_______。

(2)某小組按照文獻中制備ClO2的方法設計了如圖所示的實驗裝置用于制備ClO2。

①通入氮氣的主要作用有2個，一是可以起到攪拌作用，二是____________________。

②裝置B的作用是__________________。

③裝置A用于生成ClO2氣體，該反應的化學方程式是_______________________________。

(3)測定裝置C中ClO2溶液的濃度：取10.00 mL C中溶液于錐形瓶中，加入足量的KI溶液和H2SO4酸化，然后加入___________________作指示劑，用0.100 0 molL－1的Na2S2O3標準液滴定錐形瓶中的溶液（I2 + 2S2O32－＝2I－+ S4O62－），消耗標準溶液的體積為20.00 mL。滴定終點的現象是______________________________，C中ClO2溶液的濃度是__________molL－1。

Answer 1

【答案】2ClO2 + 2CN－＝2CO2 + N2 + 2Cl－ 稀釋二氧化氯，防止二氧化氯的濃度過高而發生爆炸或防倒吸 防止倒吸（或作安全瓶） 2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O 淀粉溶液 當滴入最后一滴標準溶液后，溶液藍色褪去且半分鐘內不恢復原色 0.04000

【解析】

（1）ClO2可將廢水中的CN-氧化成CO2和N2，ClO2自身被還原為Cl-，據此書寫發生反應的離子方程式；

（2）根據圖示：A裝置制備ClO2，通入氮氣的主要作用有2個，一是可以起到攪拌作用，二是稀釋二氧化氯，防止因二氧化氯的濃度過高而發生爆炸，B裝置為安全瓶，可防倒吸；

（3）根據滴定原理，KI在酸性條件下被ClO2氧化為I2，反應為：2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O，故選用淀粉溶液做指示劑；用Na2S2O3標準液滴定錐形瓶中的I2，當滴入最后一滴標準液時，錐形瓶內溶液藍色褪去且半分鐘內不恢復原色，說明達到滴定終點；根據關系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，則n（ClO2）=n（Na2S2O3）=×0.1000mol/L×0.02L=0.0004mol，據此計算可得。

（1）ClO2可將廢水中的CN-氧化成CO2和N2，ClO2自身被還原為Cl-，則發生反應的離子方程式為2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-；

（2）①氮氣可以攪拌混合液，使其充分反應，還可以稀釋二氧化氯，防止因二氧化氯的濃度過高而發生爆炸；

②已知二氧化氯易溶于水，則裝置B防止倒吸（或作安全瓶）；

③NaClO3和H2O2的混合液中滴加稀H2SO4即生成ClO2氣體，依據氧化還原反應原理，同時會得到氧化產物O2，根據質量守恒可知有Na2SO4生成，則結合原子守恒，裝置A中發生反應的化學方程式是2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O；

（3）根據滴定原理，KI在酸性條件下被ClO2氧化為I2，反應為：2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O，故選用淀粉溶液做指示劑；用Na2S2O3標準液滴定錐形瓶中的I2，當滴入最后一滴標準液時，錐形瓶內溶液藍色褪去且半分鐘內不恢復原色，說明達到滴定終點；根據關系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，則n（ClO2）=n（Na2S2O3）=×0.1000mol/L×0.02L=0.0004mol，C中ClO2溶液的濃度為=0.04000mol/L。