Question

【題目】二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。實(shí)驗(yàn)室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料制備ClO2的流程如下圖所示：

已知：①NCl3是黃色黏稠狀液體或斜方形晶體，極易爆炸，有類似于氯氣的刺激性氣味，自然爆炸點(diǎn)為95 ℃，在熱水中易分解，在空氣中易揮發(fā)，不穩(wěn)定；②氣體B能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。

回答下列問(wèn)題：

(1)電解時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。為保證實(shí)驗(yàn)的安全，在電解時(shí)需注意的問(wèn)題是：①控制好生成NCl3的濃度；②_________。

(2)NCl3與NaClO2(亞氯酸鈉)按物質(zhì)的量之比為1∶6混合，在溶液中恰好反應(yīng)生成ClO2，該反應(yīng)的離子方程式為：___________。

(3)ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：

步驟1：準(zhǔn)確量取ClO2溶液10 mL，稀釋成100 mL試樣；

步驟2：量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中，調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，搖勻，在暗處?kù)o置30 min。

步驟3：以淀粉溶液作指示劑，用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V2 mL(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)。

①若步驟2中未將錐形瓶“在暗處?kù)o置30 min”，立即進(jìn)行步驟3，則測(cè)定的結(jié)果可能____(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)；

②根據(jù)上述步驟可計(jì)算出原ClO2溶液的濃度為_______g/L(用含字母的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】 NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 控制好反應(yīng)的溫度 NCl3＋3H2O＋6ClO===6ClO2↑＋3Cl－＋3OH－＋NH3↑ 偏小 135cV2/V1

【解析】(1)電解時(shí)，電解NH4Cl、鹽酸的溶液，陰極氫離子放電生成氫氣，陽(yáng)極：銨根離子失去電子，方程式為：NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ；結(jié)合信息：自然爆炸點(diǎn)為95 ℃，在熱水中易分解，可知NCl3要防止分解及爆炸，則還應(yīng)控制好反應(yīng)的溫度；(2)NCl3與NaClO2按物質(zhì)的量之比為1：6恰好反應(yīng)生成ClO2，還生成氯化鈉、NaOH，結(jié)合電子守恒可知，Cl元素的化合價(jià)升高，則N元素化合價(jià)降低，還生成氨氣，則該反應(yīng)的離子反應(yīng)為NCl3＋3H2O＋6ClO2―===6ClO2↑＋3Cl－＋3OH－＋NH3↑ ；（3）①在暗處?kù)o置，ClO2與KI才能充分反應(yīng)，否則，ClO2反應(yīng)不完全，生成的碘偏小，測(cè)得的結(jié)果會(huì)偏��；②根據(jù)2ClO2+10I－+8H＋=5I2+2Cl－+4H2O，和I2+2S2O32－=2I－+S4O62－，可得關(guān)系式2ClO2～5I2～10S2O32－，原ClO2溶液的濃度為x：，。