Question

【題目】二氧化氯是高效、低毒的消毒劑。已知：ClO2是極易溶于水的氣體，實驗室制備及性質(zhì)探究裝置如圖所示。回答下列問題：

（1）裝置B用于制備ClO2，同時還生成一種酸式鹽，該反應(yīng)的化學方程式為___________。裝置C中滴有幾滴淀粉溶液，反應(yīng)時有藍色岀現(xiàn)。淀粉的作用是______。

（2）裝置C的導管靠近而不接觸液面，其目的是________。

（3）用ClO2消毒自來水，其效果是同質(zhì)量氯氣的______倍（保留一位小數(shù)）。

（4）裝置D用于吸收尾氣，若反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種單質(zhì)，且氧化劑與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是2∶1，則還原產(chǎn)物的化學式是___________。

（5）若將裝置C中的溶液改為Na2S溶液，通入ClO2后溶液無明顯現(xiàn)象。由此可以產(chǎn)生兩種假設(shè)：

假設(shè)a：ClO2與Na2S不反應(yīng)。

假設(shè)b：ClO2與Na2S反應(yīng)。

①你認為哪種假設(shè)正確，闡述原因：___________。

②請設(shè)計實驗證明你的假設(shè)（僅用離子方程式表示）：__________。

Answer 1

【答案】SO2＋H2SO4＋2KClO3=2KHSO4＋2ClO2 通過檢驗I2的存在，證明ClO2有強氧化性 使ClO2盡可能多的與溶液反應(yīng)，并防止倒吸 2.6 NaClO2 假設(shè)b正確， S2－的還原性強于I－，所以ClO2也能氧化S2－或ClO2是強氧化劑，S2－具有強還原性 SO42-＋Ba2＋=BaSO4↓

【解析】

濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，A制備二氧化硫，B用于制備ClO2，同時還生成一種酸式鹽，則B中發(fā)生反應(yīng)SO2+H2SO4+2KClO3═2KHSO4+2ClO2，ClO2是一種黃綠色易溶于水的氣體，具有強氧化性，所以C中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘，注意防倒吸，裝置C中滴有幾滴淀粉溶液，碘遇淀粉變藍色；裝置D用于吸收尾氣，反應(yīng)生成NaClO2，雙氧水作還原劑生成氧氣，從而防止尾氣污染環(huán)境，據(jù)此解答。

(1)裝置B用于制備ClO2，同時還生成一種酸式鹽，根據(jù)元素守恒知，酸式鹽為硫酸氫鈉，該反應(yīng)的化學方程式為SO2+H2SO4+2KClO3═2KHSO4+2ClO2；裝置C中滴有幾滴淀粉溶液，淀粉遇碘變藍色，根據(jù)淀粉是否變色來判斷是否有碘生成，從而證明二氧化氯具有氧化性；

(2)ClO2是極易溶于水的氣體，所以檢驗其強氧化性時導管靠近而不接觸液面，以防倒吸；

(3)1molCl2即71g消毒時轉(zhuǎn)移2mol電子，71gClO2消毒時轉(zhuǎn)移電子為×(4+1)=5.2mol，其效果是同質(zhì)量氯氣的=2.6倍；

(4)裝置D用于吸收尾氣,H2O2作還原劑生成O2，H2O2O22e，生成1molO2轉(zhuǎn)移電子2mol，則2molClO2得到2mol電子生成2molNaClO2；

(5)①由于ClO2具有強氧化性，Na2S具有強還原性，二者不可能不反應(yīng)，所以假設(shè)a錯誤，假設(shè)b正確；

②ClO2氧化Na2S后溶液無明顯現(xiàn)象，說明ClO2將S2氧化生成更高價的酸根SO42，所以可通過檢驗SO42的存在以證明ClO2與Na2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所用試劑為稀鹽酸和BaCl2溶液，離子反應(yīng)為：SO42+Ba2+═BaSO4↓。