Question

(10分)ClO2氣體是一種常用的消毒劑,我國從2000年起逐步用ClO2代替氯氣對飲用水進行消毒.

（1）工業(yè)上可以通過下列方法制取ClO2，請完成該化學(xué)反應(yīng)方程式： 2KClO3＋SO2＝2ClO2＋________。

（2）自來水廠用ClO2處理后的水中，要求ClO2的濃度在0.1～0.8 mg·L－1之間。碘量法可以檢測水中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。

Ⅱ．加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知：2S2O32－＋I2＝S4O62－＋2I－)

Ⅲ．加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1～3。操作時，不同pH環(huán)境中粒子種類如下圖所示：

請回答：

①操作Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式是______________________________。

②確定操作Ⅱ完全反應(yīng)的現(xiàn)象是______________________________。

③在操作Ⅲ過程中，溶液又呈藍色，反應(yīng)的離子方程式是__________________。

④若水樣的體積為1.0 L，在操作Ⅱ時消耗了1.0×10－3 mol·L－1的Na2S2O3溶液10 mL，則水樣中ClO2的濃度是________mg·L－1。

 

Answer 1

（1）K2SO4 （2分）

（2）①2ClO2＋2I－＝2ClO＋I2 （2分）；②藍色消失，半分鐘內(nèi)不變色（2分）；

③ClO＋4I－＋4H＋＝Cl－＋2I2＋2H2O（2分）；④0.675（2分）

【解析】

試題分析：（1）工業(yè)上可以通過KClO3與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生ClO2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等及質(zhì)量守恒定律，可知該化學(xué)反應(yīng)方程式是： 2KClO3＋SO2＝2ClO2＋K2SO4；①操作Ⅰ中ClO2將I－氧化為I2,反應(yīng)的離子方程式是2ClO2＋2I－＝2ClO＋I2; ②操作Ⅱ完全反應(yīng)時溶液中的I2反應(yīng)完全，因此溶液的顏色由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色；③在操作Ⅲ過程中，溶液又呈藍色，是由于ClO在堿性環(huán)境中將I－又氧化為I2，I2遇淀粉變藍色，反應(yīng)的離子方程式是ClO＋4I－＋4H＋＝Cl－＋2I2＋2H2O；④根據(jù)反應(yīng)方程式可得關(guān)系式是：2ClO2～I2～2S2O32－。n(S2O32－)= 1.0×10－3 mol/L × 0.01L=1.0×10－5mol;所以n(ClO2)= 1.0×10－5mol；m(ClO2)= 1.0×10－5mol×67. 5×103mg/mol=0.675mg;若水樣的體積為1.0 L，所以水樣中ClO2的濃度是0.675mg÷1L =0.675mg/L。

考點：考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平、滴定終點的判斷、關(guān)系式法在化學(xué)計算中的應(yīng)用的知識。