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?jǐn)?shù)大于10％就可能發(fā)生爆炸，在工業(yè)上常用作水處理劑、漂白劑。回答下列問題：

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

（2）根據(jù)文獻(xiàn)資料，用NaClO3和雙氧水在酸性條件下可制得ClO2。某小組按照文獻(xiàn)中制備ClO2的方法設(shè)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(yīng)的化學(xué)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0.1000 mol·L－1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定錐形瓶中的溶液（I2 + 2S2O32－＝2I－+ S4O62－），消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00 mL。滴定終點的現(xiàn)象是________，C中ClO2溶液的濃度是__________mol·L－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(fā)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(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液，溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色 0.04000 mol/L

根據(jù)關(guān)系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，

則n（ClO2）= n（Na2S2O3）=×0.1000mol/L×0.02L=0.0004mol，據(jù)此計算可得。

【解析】

根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒書寫（1）和③的離子方程式和化學(xué)方程式，用NaClO3和雙氧水在酸性條件下可制得ClO2，裝置A發(fā)生裝置，產(chǎn)生ClO2，裝置B是安全瓶作用，裝置C收集ClO2，裝置D尾氣吸收，避免污染環(huán)境，測定裝置C中ClO2溶液的濃度，應(yīng)根據(jù)2ClO2～5I2～10Na2S2O3關(guān)系式，據(jù)此計算。

（1）ClO2可將廢水中的CN-氧化成CO2和N2，ClO2自身被還原為Cl-，則ClO2中氯元素由+4價得5e-變成Cl-，CN-中碳元素由+2價失2e-變+4價，氮元素由-3價失3e-變0價，由電子得失守恒和質(zhì)量守恒可寫出離子反應(yīng)式為：2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-；答案為2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-；

（2）①氮氣可以攪拌混合液，使其充分反應(yīng)，還可以稀釋二氧化氯，防止因二氧化氯的濃度過高而發(fā)生爆炸；答案為稀釋二氧化氯，防止因二氧化氯的濃度過高而發(fā)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）；答案為防止倒吸（或作安全瓶）；

③裝置A用于生成ClO2氣體，NaClO3中氯元素化合價由+5價得e-變成+4價，H2O2中氧元素由-1價失e-變成0價，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O；答案為：2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O；

（3）根據(jù)滴定原理，KI在酸性條件下被ClO2氧化為I2，反應(yīng)為：2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O，故選用淀粉溶液做指示劑；用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定錐形瓶中的I2，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，錐形瓶內(nèi)溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色，說明達(dá)到滴定終點；根據(jù)2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O和I2 + 2S2O32－＝2I－+ S4O62－可知：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，則n(ClO2)= n(Na2S2O3)= ×0.1000mol/L×0.02L=0.0004mol，C中ClO2溶液的濃度是c(ClO2)= =0.04mol/L；答案為淀粉溶液，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，錐形瓶內(nèi)溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色，說明達(dá)到滴定終點，0.04mol/L。