Question

（2012?朝陽(yáng)區(qū)二模）ClO₂氣體是一種常用的消毒劑，我國(guó)從2000年起逐步用ClO₂代替氯氣對(duì)飲用水進(jìn)行消毒．
（1）消毒水時(shí)，ClO₂還可將水中的Fe²⁺、Mn²⁺等轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃和MnO₂等難溶物除去，在這個(gè)過(guò)程中，F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺的化合價(jià)升高，說(shuō)明ClO₂具有

氧化

 性．
（2）工業(yè)上可以通過(guò)下列方法制取ClO₂，請(qǐng)完成該反應(yīng)化學(xué)方程式：2KClO₃+SO₂=2ClO₂+

K₂SO₄

．
（3）自來(lái)水廠用ClO₂處理后的水中，要求ClO₂的濃度在0.1～0.8mg/L之間．碘量法可以檢測(cè)水中ClO₂的濃度，步驟如下：
Ⅰ．取一定體積的水樣，加入一定量的碘化鉀，再用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，并加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)．
Ⅱ．加入一定量的Na₂S₂O₃溶液．（已知：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）
Ⅲ．加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1～3．
操作時(shí)，不同pH環(huán)境中粒子種類如下圖所示：

請(qǐng)回答：
①操作Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式是

2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂

．
②確定操作Ⅱ完全反應(yīng)的現(xiàn)象是

藍(lán)色消失，半分鐘內(nèi)不變色

．
③在操作Ⅲ過(guò)程中，溶液又呈藍(lán)色，反應(yīng)的離子方程式是

ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O

．
④若水樣的體積為1.0L，在操作Ⅱ時(shí)消耗了1.0×10^-3 mol/L 的Na₂S₂O₃溶液10mL，則水樣中ClO₂的濃度是

0.675

mg/L．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升也有降，化合價(jià)降低的反應(yīng)物為氧化劑，具有氧化性；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒來(lái)配平；
（3）①用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，由圖知，此條件下粒子種類為 ClO₂，ClO₂將加入的碘化鉀氧化為I₂，自身被還原成ClO₂^-，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等、原子守恒和電荷守恒來(lái)配平；
②加入一定量 Na₂S₂O₃ 溶液，發(fā)生反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，使I₂還原為I^-；
③由圖示表明，pH至1～3時(shí)，ClO₂^-將I^-氧化成I，生成的I₂與淀粉結(jié)合再次出現(xiàn)藍(lán)色，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等、原子守恒和電荷守恒來(lái)配平；
④根據(jù)關(guān)系S₂O₃^2-～I(xiàn)^-～ClO₂先計(jì)算出ClO₂的物質(zhì)的量，然后再計(jì)算出濃度．

解答：解：（1）在這個(gè)過(guò)程中，F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺的化合價(jià)升高，則ClO₂的化合價(jià)降低，為氧化劑，具有氧化性，故答案為：氧化性；
（2）質(zhì)量守恒可得：2KClO₃+SO₂=2ClO₂+K₂SO₄，故答案為：K₂SO₄；
（3）①用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，由圖知，此條件下粒子種類為 ClO₂，ClO₂將加入的碘化鉀氧化為I₂，自身被還原成ClO₂^-，離子方程式為：2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂，故答案為：2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂；
②加入一定量 Na₂S₂O₃ 溶液，發(fā)生反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，使I₂還原為I^-，故藍(lán)色會(huì)消失，故答案為：藍(lán)色消失，半分鐘內(nèi)不變色
③由圖示表明，pH至1～3時(shí)，ClO₂^-將I^-氧化成I，生成的I₂，離子方程式為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O，故答案為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O；
④S₂O₃^2-～I(xiàn)^-～ClO₂              
             1           1        1
   1.0×10^-3 mol/L×0.01L          1.0×10^-5mol
m（ClO₂）=n（ClO₂）×M（ClO₂）=1.0×10^-5mol×67.5×10³mg?mol^-1=0.675mg
由于水樣為 1L，所以 ClO₂ 的濃度為

0.675mg

1L

=0.675 mg?L^-1
故答案為：0.675．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了氧化還原反應(yīng)、離子方程式式的書寫以及化學(xué)計(jì)算，難度中等．