Question

【題目】(2015課標Ⅱ）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題：

（1）工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為 。

（2）實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2：

①電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

②溶液X中大量存在的陰離子有__________。

③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 (填標號)。

a．水 b．堿石灰 C．濃硫酸 d．飽和食鹽水

（3）用下圖裝置可以測定混合氣中ClO2的含量：

Ⅰ．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸：

Ⅱ．在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口；

Ⅲ．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；

Ⅳ．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中：

Ⅴ．用0.1000 mol·L-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液

（I2+2S2O32-＝2I－+S4O62-)，指示劑顯示終點時共用去20.00 mL硫

代硫酸鈉溶液。在此過程中：

①錐形瓶內(nèi)ClO2與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為 。

②玻璃液封裝置的作用是 。

③V中加入的指示劑通常為 ，滴定至終點的現(xiàn)象是 。

④測得混合氣中ClO2的質(zhì)量為 g。

（4）用ClO2處理過的飲用水會含有一定最的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質(zhì)最適宜的是_______（填標號)。

a．明礬 b．碘化鉀 c．鹽酸 d．硫酸亞鐵

Answer 1

【答案】(1) 2：1 （2）①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ②Cl—、OH— ③c

（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O ②吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出）

③淀粉溶液；溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變 ④0.02700 （4）d

【解析】（1）工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，在反應(yīng)中氯元素的化合價從+5價降低到+4價，得到1個電子，氯酸鉀是氧化劑。S元素的化合價從+4價升高到+6價，失去2個電子，亞硫酸鈉是還原劑，則根據(jù)電子得失守恒可知該反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2：1。

（2）①根據(jù)流程圖可知電解時生成氫氣和NCl3，則電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。

②NCl3與NaClO2反應(yīng)生成ClO2、NH3和氯化鈉、NaOH，反應(yīng)的離子反應(yīng)為NCl3+3H2O+6ClO2—＝6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑，溶液中應(yīng)該存在大量的氯離子和氫氧根離子。

③a、ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨氣，a錯誤；b、堿石灰不能吸收氨氣，b錯誤；c、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO2，c正確；d、ClO2易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，d錯誤，答案選c。

（3）①ClO2具有強氧化性，通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I—為I2，自身被還原為Cl—，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O。

②由于二氧化氯是氣體，容易揮發(fā)到空氣中，所以玻璃液封裝置的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體。

③由于碘遇淀粉顯藍色，則V中加入的指示劑通常為淀粉，滴定至終點的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色。

④根據(jù)方程式可知2ClO2～5I2～10S2O32-，則測得混合氣中ClO2的質(zhì)量為0.1mol/L×0.02L×67.5g/mol/5＝0.02700 g。

（4）亞氯酸鹽具有氧化性，明礬不能被氧化，碘化鉀被氧化為碘，鹽酸可能被氧化氯氣，因此若要除去超標的亞氯酸鹽，最適宜的是硫酸亞鐵，且產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物鐵離子能凈水。