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。則該反應的氧化產物與還原產物的物質的量之比是________。

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＋2S2O32-=2I－＋S4O62-），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滴定終點的現象是_______________________________________________。

④測得通入ClO2的質量m（ClO2）＝________。（用含c、V的代數式表示）

（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ClO2-。2001年我國衛生部規定，飲用水的ClO2-含量應不超過0.2 mg·L－1。若飲用水中ClO2-的含量超標，可向其中加入適量的某還原劑，該反應的氧化產物是________（填化學式），其發生反應的離子方程式為_________________________________________________________________。

 

Answer 1

（1）1∶2

（2）NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3　（3）C

（4）①吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等　②2ClO2＋10I－＋8H＋=4H2O＋5I2＋2Cl－　③滴下最后一滴Na2S2O3溶液時，溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不復原　④1.35cV×10－2 g

（5）Fe（OH）3　ClO2-＋4Fe2＋＋2H2O＋8OH－=4Fe（OH）3↓＋Cl－

【解析】（1）設氧化產物Na2SO4、還原產物ClO2的物質的量分別為x、y，則2x＝y，＝。

（2）根據電解時有H2、NCl3生成，所以電解時反應的化學方程式為NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。

（3）因為ClO2能和水、堿反應，所以應用濃硫酸除去NH3。（4）玻璃液封管中的水可以吸收殘余的ClO2氣體，并使錐形瓶內外壓強相等。ClO2可把I－氧化成I2，離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋=4H2O＋5I2＋2Cl－，I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-

ClO2　　　　～　　　　5S2O32-

×10－3 mol V×10－3L×c mol·L－1

＝Vc×10－3mol

所以m（ClO2）＝×10－3mol×67.5 g·mol－1＝1.35Vc×10－2g。

（5）處理ClO2-可用Fe2＋還原，其氧化產物為Fe（OH）3，離子方程式為ClO2-＋4Fe2＋＋2H2O＋8OH－=4Fe（OH）3↓＋Cl－。