Question

【題目】ClO2氣體是一種優(yōu)良的消毒劑，常用于自來(lái)水的消毒。已知：NaClO2飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO23H2O，高于38℃時(shí)析出NaClO2。

（1）工業(yè)上常將ClO2制備成NaClO2固體以便運(yùn)輸和貯存，流程如下：

①吸收器中，H2O2的作用是____。（填“氧化劑”或“還原劑”）。

②在吸收器反應(yīng)時(shí)應(yīng)控制溫度低于5℃的原因是：____。

③操作a：55℃蒸發(fā)至有大量晶體析出、____、用介于38℃~60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥，得到NaClO2固體。

（2）將ClO2溶于水得到溶液，為測(cè)定其濃度，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)操作：

步驟1：取待測(cè)ClO2溶液20.00mL于錐形瓶中；

步驟2：用稀H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH <2.0，加入足量的KI晶體充分反應(yīng)；

步驟3：加入幾滴淀粉溶液，逐滴加入0.1 mol· L-1的Na2S2O3溶液，恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗Na2S2O3溶液20.00mL；

已知：2ClO2+10KI+4H2SO4＝2KCl+5I2+4K2SO4+4H2O，I2+2Na2S2O3＝Na2S4O6+2NaI，試計(jì)算溶液中ClO2的物質(zhì)的量濃度（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）。____

Answer 1

【答案】還原劑 防止溫度過(guò)高H2O2分解，或ClO2氣體溶解度隨溫度升高而降低（答出一點(diǎn)即可） 趁熱過(guò)濾 0.02mol· L-1

【解析】

（1）ClO2與氫氧化鈉溶液和過(guò)氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO2，55℃蒸發(fā)至有大量晶體析出，趁熱過(guò)濾（因?yàn)榈陀?8℃時(shí)析出NaClO23H2O），用介于38℃~60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥，得到NaClO2固體。

（2）利用氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)相等列關(guān)系式解題。

（1）吸收器中反應(yīng)2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O，ClO2中氯元素化合價(jià)降低，得電子為氧化劑，H2O2中氧元素化合價(jià)升高，失電子為還原劑；吸收器中溫度不可太高，因?yàn)闇囟冗^(guò)高H2O2分解， ClO2氣體溶解度隨溫度升高而降低；NaClO2飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO23H2O，高于38℃時(shí)析出NaClO2，高于60℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為趁熱過(guò)濾，用38-60℃的溫水洗滌，低于60℃干燥，得到NaClO2固體。

正確答案：還原劑；防止溫度過(guò)高H2O2分解，或ClO2氣體溶解度隨溫度升高而降低（答出一點(diǎn)即可）；趁熱過(guò)濾。

（2）根據(jù)2ClO2+10KI+4H2SO4＝2KCl+5I2+4K2SO4+4H2O，I2+2Na2S2O3＝Na2S4O6+2NaI

可知ClO2～5Na2S2O3，列等式5c(ClO2)×V（ClO2）= C（Na2S2O3）×V（Na2S2O3），

5×c(ClO2)×20.00×10-3=0.1×20.00×10-3，得c(ClO2)=0.02mol· L-1.

正確答案：0.02mol·L-1。