Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）和ClO2都是重要的漂白劑。通常情況下，ClO2是一種具有強(qiáng)氧化性的黃色氣體，常用于水的凈化和紙漿、紡織品的漂白。ClO2易發(fā)生爆炸，在生產(chǎn)、使用時(shí)可用其它氣體進(jìn)行稀釋。ClO2易與堿反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽。

（1）草酸（H2C2O4）是一種弱酸，利用硫酸酸化的草酸還原氯酸鈉，可較安全地生成ClO2，反應(yīng)的離子方程式為___________。

（2）自來水用ClO2處理后，有少量ClO2殘留在水中，可用碘量法作如下檢測(cè)（已知ClO2存在于pH為4~6的溶液中，ClO2－存在于中性溶液中）：

①取0.50L水樣，加入一定量的碘化鉀，用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，再加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)。寫出ClO2與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

②已知：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，向①所得溶液中滴加5.00×10－4mol·L－1的Na2S2O3溶液至恰好反應(yīng)，消耗Na2S2O3溶液20.00ml，判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的方法是_________。該水樣中ClO2的濃度是___mg/L。

（3）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下裝置進(jìn)行制取亞氯酸鈉（NaClO2）。

①裝置A中產(chǎn)生的ClO2氣體，在裝置C中反應(yīng)生成NaClO2，寫出生成NaClO2的化學(xué)方程式為_______。將NaClO2溶液在一定條件下處理即可得到NaClO2晶體。

②裝置B的作用是____________。

③某同學(xué)認(rèn)為上述裝置并不完整，請(qǐng)畫出需補(bǔ)充的裝置圖____________。

Answer 1

【答案】H2C2O4+2ClO3－+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O2ClO2+2KI=2KClO2+I2當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏?/span>Na2S2O3溶液時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色1.352NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2防止C中試管溶液倒吸到A中在C裝置后畫（或其他合理裝置）

【解析】本題考查物質(zhì)的制備、對(duì)信息的利用、對(duì)裝置的理解、氧化還原反應(yīng)滴定等，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，難度較大，注意氧化還原反應(yīng)滴定中利用關(guān)系式進(jìn)行的計(jì)算。

（1）在酸性溶液中,用草酸（H2C2O4）還原氯酸鈉,化學(xué)反應(yīng)方程式為：H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4 Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O，此法的最大特點(diǎn)是由于反應(yīng)過程中生成的二氧化碳的稀釋作用，大大提高了生產(chǎn)及儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)陌踩�性。改成離子方程式為：H2C2O4+2ClO3－+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O；（2）①用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，此條件下粒子種類為 ClO2－，ClO2－ 將加入的碘化鉀氧化為I2，生成的 I2 遇淀粉變藍(lán)，ClO2與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式2ClO2+2KI=2KClO2+I2 ；②加入一定量 Na2S2O3 溶液,則由于發(fā)生如下反應(yīng)，使 I2 還原為 I－，故藍(lán)色會(huì)消失，達(dá)到滴定終點(diǎn)的方法是：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏?/span>Na2S2O3溶液時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)顏色。

由關(guān)系式：

S2O32－ I－ ClO2

1 1 1

m(ClO2) = c(S2O32－)·V(S2O32－) / M(ClO2)

= 5.0×10-4 mol·L-1×0.02L × 67.5×10-3mg·mol－1 = 0.675 mg

由于水樣為 1L,所以 ClO2 的濃度為：0.675×2 mg·L-1=1.35 mg·L-1

（3）裝置A中產(chǎn)生ClO2方程式為：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；裝置B安全瓶；裝置C中生成NaClO2；A前和C后缺少尾氣處理裝置。①裝置C反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體，故裝置C中生成NaClO2，Cl元素的化合價(jià)降低，雙氧水應(yīng)表現(xiàn)還原性，有氧氣生成，結(jié)合原子守恒可知，還有水生成，配平后方程式為：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；②裝置B的作用是安全瓶，能防止倒吸，防止C中試管溶液倒吸到A中；③該裝置產(chǎn)生有毒氣體，故要安裝尾氣處理裝置，在C裝置后畫（或其他合理裝置）。