Question

4．二氧化氯（ClO₂）是目前國(guó)際上公認(rèn)的第四代高效、無(wú)毒的消毒劑，是一種黃綠色的氣體，易溶于水．
Ⅰ．（1）ClO₂可由KClO₃在H₂SO₄存在的條件下與Na₂SO₃反應(yīng)制得．則該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是1：2．
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)室也可用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂，其流程如圖1：

（2）寫(xiě)出電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
（3）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是C．（填序號(hào)）
A．飽和食鹽水          B．堿石灰     C．濃硫酸              D．水
（4）測(cè)定ClO₂（如圖2）的過(guò)程如下：在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；將生成的ClO₂氣體通過(guò)導(dǎo)管在錐形瓶中被吸收；將玻璃封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用c mol•L^-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），共用去V mL硫代硫酸鈉溶液．
①裝置中玻璃液封管的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等．
②請(qǐng)寫(xiě)出上述二氧化氯氣體與碘化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
③滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪去，且半分鐘內(nèi)不褪色．
④測(cè)得通入ClO₂的質(zhì)量m（ClO₂）=1.35cv×10^-2g．（用含c、V的代數(shù)式表示）
（5）用ClO₂處理過(guò)的飲用水（pH為5.5～6.5）常含有一定量對(duì)人體不利的亞氯酸根離子ClO₂^-．2001年我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定，飲用水的ClO₂^-含量應(yīng)不超過(guò)0.2mg•L^-1．若飲用水中ClO₂^-的含量超標(biāo)，可向其中加入適量的Fe²⁺，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是Fe（OH）₃（填化學(xué)式），其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+ClO₂^-+2H₂O+8OH^-═4Fe（OH）₃↓+Cl^-．

Answer 1

分析 （1）在酸性條件下，亞硫酸鈉和氯酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸鈉、二氧化氯和水，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒判斷；
（2）電解氯化銨和鹽酸混合溶液時(shí)，根據(jù)流程圖知生成氫氣、和NCl₃；
（3）由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體．據(jù)此判斷；
（4）①用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等；
②由題目信息可知，ClO₂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(shí)生成水；
③溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪去，說(shuō)明滴定至終點(diǎn)；
④根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計(jì)算n（ClO₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算m（ClO₂）；
（5）ClO₂^-具有氧化性，能把還原性的物質(zhì)氧化生成高價(jià)態(tài)的物質(zhì)，亞鐵離子具有還原性被氧化成鐵離子，形成氫氧化鐵沉淀．

解答 解：（1）在酸性條件下，亞硫酸鈉和氯酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸鈉、二氧化氯和水，該反應(yīng)中硫元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?6價(jià)，氯元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?4價(jià)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是1：2，
故答案為：1：2；
（2）電解氯化銨和鹽酸混合溶液時(shí)，根據(jù)流程圖知生成氫氣、和NCl₃，其電解反應(yīng)方程式為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃；
（3）A、ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故A錯(cuò)誤；
B、堿石灰不能吸收氨氣，故B錯(cuò)誤；
C、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故C正確；
D、ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故D錯(cuò)誤．
故選：C．
（4）①裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等．
故答案為：吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等；
②由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O；
③溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪去，說(shuō)明滴定至終點(diǎn)，
故答案為：溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪去，且半分鐘內(nèi)不褪色；
④VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V•10^-3 L×cmol/L=c•V•10^-3 mol．則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
                   2                        10
          n（ClO₂）               c•V•10^-3 mol
所以n（ClO₂）=$\frac{1}{5}$c•V•10^-3 mol．所以m（ClO₂）=$\frac{1}{5}$c•V•10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g，
故答案為：1.35cv×10^-2g；
（5）ClO₂^-具有氧化性，能把還原性的物質(zhì)氧化生成高價(jià)態(tài)的物質(zhì)，加入適量的Fe²⁺，亞鐵離子具有還原性，且在PH為5.5～6.5生成沉淀而除去，在PH為5.5～6.5生成沉淀的物質(zhì)有Fe（OH）₃，其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：4Fe²⁺+ClO₂^-+2H₂O+8OH^-═4Fe（OH）₃↓+Cl^-，
故答案為：Fe（OH）₃；4Fe²⁺+ClO₂^-+2H₂O+8OH^-═4Fe（OH）₃↓+Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)滴定及應(yīng)用、對(duì)工藝流程及裝置理解分析等，題目難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問(wèn)題的能力．注意氯及其化合物的性質(zhì)，氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用為高頻考點(diǎn)．