Question

【題目】ClO2氣體是一種高效、廣譜、安全的殺菌消毒劑，可用NaClO3和草酸（H2C2O4）反應(yīng)制得。無水草酸100℃可以升華。某學(xué)習(xí)小組用下圖裝置模擬工業(yè)制取收集ClO2 。

（1）實驗時裝置A需在60℃~100℃進(jìn)行的原因是_________，控制所需溫度的方法是___________。

（2）電動攪拌棒的作用是_________。裝置A中反應(yīng)產(chǎn)物有Na2CO3、ClO2和CO2等，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

（3）在裝置C中ClO2和NaOH反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的兩種鹽，其中一種鹽為NaClO2 ，寫出反應(yīng)的離子方程式_________________。

（4）用ClO2處理過的飲用水（pH為5.5~6.5）往往殘留少量ClO2和一定量對人體不利的亞氯酸根離子（ClO2－）。

① ClO2被I－還原為ClO2－、Cl－的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如右圖

所示

② 當(dāng)pH≤2.0時，ClO2－也能被I－還原成Cl－

③ 2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI

根據(jù)上述信息，請補(bǔ)充完整測定飲用水中ClO2－含量的實驗方案：

取一定體積的飲用水，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0~8.0； ；再重復(fù)上述操作1~2次，計算得出結(jié)果。

（實驗中需使用的試劑：淀粉溶液、標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸）

Answer 1

【答案】（1）溫度過低，化學(xué)反應(yīng)速率較慢，溫度過高草酸升華或分解；水浴加熱 ；

（2）將反應(yīng)物充分混合（或充分反應(yīng)、或使反應(yīng)物受熱均勻），2NaClO3 + H2C2O4 Na2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（3） 2ClO2 + 2OH－＝ClO3－+ ClO2－+ H2O；

（4）加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至終點（或藍(lán)色褪去），記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液的體積；加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0；繼續(xù)用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至終點，記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液的體積。

【解析】

試題分析：（1）溫度小于60℃，化學(xué)反應(yīng)速率降低，大于100℃時，根據(jù)信息，無水草酸升華，因此控制溫度在60℃～100℃，控制所需溫度的方法是水浴加熱；

（2）攪拌棒的作用：是混合物混合均勻，加速反應(yīng)，根據(jù)題目，反應(yīng)物是NaClO3和草酸，生成物是Na2CO3、ClO2、CO2，因此反應(yīng)方程式為2NaClO3 + H2C2O4 Na2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，有化合價的升高，也有化合價的降低，因為生成兩種鹽，因此離子反應(yīng)方程式為：2ClO2 + 2OH－＝ClO3－+ ClO2－+ H2O；

（4）加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至終點（或藍(lán)色褪去），記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液的體積；加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0；繼續(xù)用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至終點，記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液的體積。