Question

（10分）二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑。與Cl₂比，ClO₂不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物。
（1）在ClO₂的制備方法中，有下列兩種制備方法：
方法一：2NaClO₃＋4HCl＝2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2NaCl＋2H₂O
方法二2NaClO₃＋H₂O₂＋H₂SO₄＝2ClO₂↑＋Na₂SO₄＋O₂↑＋2H₂O：
用方法二制備的ClO₂更適合用于飲用水的消毒，其主要原因是               。
（2）用ClO₂處理過的飲用水（pH為5.5~6.5）常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子
（ClO₂^－）。2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定，飲用水中ClO₂^－的含量應不超過0.2mg·L^－1。
飲用水中ClO₂、ClO₂^－的含量可用連續(xù)碘量法進行測定。ClO₂被I^－還原為ClO₂^－、Cl^－的轉化率與溶液pH的關系如圖所示。

當pH≤2.0時，ClO₂^－也能被I^－還原成Cl^－。
反應生成的I₂用標準Na₂S₂O₃溶液滴定：
Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2NaI
①請寫出pH≤2.0時，ClO₂^－與I^－反應的離子方程式                       。
②請完成相應的實驗步驟：
步驟1：準確量取VmL水樣加入到錐形瓶中。
步驟2：調節(jié)水樣的pH為7.0~8.0。
步驟3：加入足量的KI晶體。
步驟4：加入少量淀粉溶液，用cmol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃
溶液V₁mL。
步驟5：                       。
步驟6：再用cmol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL。
③根據(jù)上述分析數(shù)據(jù)，測得該飲用水樣中ClO₂^－濃度為             mol·L^－1用含字母的代數(shù)式表示）
④若飲用水中ClO₂^－的含量超標，可向其中加入適量的Fe^2＋將ClO₂^－還原成Cl^－，
該反應的氧化產物是            （填化學式）。

Answer 1

（1）方法二制備的ClO₂中不含Cl₂
（2） ①ClO₂^－＋4H^＋＋4I^－＝Cl^－＋2I₂＋2H₂O ②調節(jié)溶液的pH≤2.0
③c(V₂－4V₁)/4V    ④Fe(OH)₃

 （1）根據(jù)兩種方法中的反應方程式可以看出，方法一制得的ClO₂中含有Cl₂，
會產生對人體有潛在危害的有機氯代物，而方法二制備的ClO₂中不含有Cl₂，
所以 用方法二制備的ClO₂更適合用于飲用水的消毒。
（2）①pH≤2.0時，溶液顯酸性，所以ClO₂^－與I^－反應的離子方程式為：
ClO₂^－＋4H^＋＋4I^－＝Cl^－＋2I₂＋2H₂O
②根據(jù)曲線圖示在pH≤2.0時， ClO₂被I^－還原只生成Cl^－，pH≥7.0時，
ClO₂被I^－還原只生成ClO₂^－；而用ClO₂處理過的飲用水，其pH為5.5~6.5，
所以其中既含有ClO₂，又含有ClO₂^－，若將溶液的pH調節(jié)為7.0~8.0，則第
一階段滴定時只是ClO₂被I^－還原只生成ClO₂^－，溶液的ClO₂^－沒有被I^－還原，
所以第二階段滴定前應調節(jié)溶液的pH≤2.0，使ClO₂^－與I^－反應，以測定樣品
水樣中亞氯酸根離子的含量。
③由 2ClO₂+2I^－→2ClO₂^－+I₂和Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2NaI
得：   2ClO₂^－  ~  Na₂S₂O₃
n(ClO₂^－)    c×V₁/1000    n(ClO₂^－)＝2 c×V₁/1000 
由ClO₂^－＋4H^＋＋4I^－＝Cl^－＋2I₂＋2H₂O 和Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2NaI
得：   ClO₂^－  ~  2Na₂S₂O₃
n(ClO₂^－)總    c×V₂/1000     n(ClO₂^－)總＝1/2 c×V₂/1000
原水樣中ClO₂^－濃度＝[ 1/2 c×V₂/1000－2 c×V₁/1000]/V/1000
＝c(V₂－4V₁)/4V
④根據(jù)反應：4Fe^2＋+ClO₂^－+2H₂O→4Fe^3＋+Cl^－+4OH^－，F(xiàn)e^3＋+ OH^－→Fe(OH)₃
所以氧化產物為Fe(OH)₃、（FeCl₃）