Question

【題目】ClO2氣體是一種優良的消毒劑，常用于自來水的消毒。已知：NaClO2飽和溶液在低于38℃時析出NaClO23H2O，高于38℃時析出NaClO2。

（1）工業上常將ClO2制備成NaClO2固體以便運輸和貯存，流程如下：

①吸收器中，H2O2的作用是____。（填“氧化劑”或“還原劑”）。

②在吸收器反應時應控制溫度低于5℃的原因是：____。

③操作a：55℃蒸發至有大量晶體析出、____、用介于38℃~60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥，得到NaClO2固體。

（2）將ClO2溶于水得到溶液，為測定其濃度，進行以下實驗操作：

步驟1：取待測ClO2溶液20.00mL于錐形瓶中；

步驟2：用稀H2SO4調節溶液pH <2.0，加入足量的KI晶體充分反應；

步驟3：加入幾滴淀粉溶液，逐滴加入0.1 mol· L-1的Na2S2O3溶液，恰好完全反應時，消耗Na2S2O3溶液20.00mL；

已知：2ClO2+10KI+4H2SO4＝2KCl+5I2+4K2SO4+4H2O，I2+2Na2S2O3＝Na2S4O6+2NaI，試計算溶液中ClO2的物質的量濃度（寫出計算過程）。____

Answer 1

【答案】還原劑 防止溫度過高H2O2分解，或ClO2氣體溶解度隨溫度升高而降低（答出一點即可） 趁熱過濾 0.02mol· L-1

【解析】

（1）ClO2與氫氧化鈉溶液和過氧化氫發生氧化還原反應生成NaClO2，55℃蒸發至有大量晶體析出，趁熱過濾（因為低于38℃時析出NaClO23H2O），用介于38℃~60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥，得到NaClO2固體。

（2）利用氧化還原反應得失電子數相等列關系式解題。

（1）吸收器中反應2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O，ClO2中氯元素化合價降低，得電子為氧化劑，H2O2中氧元素化合價升高，失電子為還原劑；吸收器中溫度不可太高，因為溫度過高H2O2分解， ClO2氣體溶解度隨溫度升高而降低；NaClO2飽和溶液在低于38℃時析出NaClO23H2O，高于38℃時析出NaClO2，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為趁熱過濾，用38-60℃的溫水洗滌，低于60℃干燥，得到NaClO2固體。

正確答案：還原劑；防止溫度過高H2O2分解，或ClO2氣體溶解度隨溫度升高而降低（答出一點即可）；趁熱過濾。

（2）根據2ClO2+10KI+4H2SO4＝2KCl+5I2+4K2SO4+4H2O，I2+2Na2S2O3＝Na2S4O6+2NaI

可知ClO2～5Na2S2O3，列等式5c(ClO2)×V（ClO2）= C（Na2S2O3）×V（Na2S2O3），

5×c(ClO2)×20.00×10-3=0.1×20.00×10-3，得c(ClO2)=0.02mol· L-1.

正確答案：0.02mol·L-1。