Question

【題目】二氧化氯(ClO2)是極易溶于水且不與水發生化學反應的黃綠色氣體，沸點為11℃，可用于處理含硫廢水。某小組在實驗室中探究ClO2與Na2S的反應。回答下列問題:

（1）ClO2的制備:

已知:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2NaHSO4

①裝置A中反應的化學方程式為__________。

②欲收集ClO2，選擇上圖中的裝置，其連接順序為a→__________(按氣流方向，用小寫字母表示)。

③裝置D的作用是___________________。

（2）C1O2與Na2S的反應

將上述收集到的ClO2用N2稀釋以增強其穩定性，并將適量的稀釋后的ClO2通入上圖所示裝置中充分反應，得到無色澄清溶液。一段時間后，通過下列實驗探究I中反應的產物。

操作步驟	實驗現象	結論
取少量I中溶液于試管甲中，滴加品紅溶液和鹽酸。	品紅始終不褪色	①無_________生成
另取少量I中溶液于試管乙中，加入Ba(OH)2溶液，振蕩	②____________	有SO42-生成
③繼續在試管乙中滴加Ba(OH)2溶液至過量，靜置，取上層清液于試管丙中，_______。	有白色沉淀生成	有Cl-生成

④ClO2與Na2S的反應的離子方程式為______________，用于處理含硫廢水時，ClO2相對于Cl2的優點是_________________(任寫一條)。

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O g→h→b→c→e→f→d 冷凝并收集ClO2 SO2 有白色沉淀 加入足量稀硝酸酸化的AgNO3溶液 8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+ ClO2除硫效果徹底，氧化產物硫酸根穩定；ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不會產生二次污染，均被還原為Cl -時，二氧化氯得到的電子數是氯氣的2.5 倍

【解析】試題分析：（1）①A裝置中銅與濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；②為防止倒吸，A中生成的二氧化硫通過E再與NaClO3、H2SO4發生反應生成二氧化氯；二氧化氯的沸點較低，可以用冰水冷凝收集，最后用氫氧化鈉溶液進行尾氣處理。③二氧化氯的沸點較低，可以用冰水冷凝并收集。（2）①品紅始終不褪色說明沒有SO2生成；②根據結論有SO42-生成，可知反應生成硫酸鋇沉淀；③根據結論有Cl-生成，可知加入的試劑是硝酸銀溶液；④ClO2與Na2S反應生成SO42-和Cl-；根據反應方程式分析優點。

解析：（1）①A裝置中銅與濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應方程式是Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；②為防止倒吸，A中生成的二氧化硫通過E再與NaClO3、H2SO4發生反應生成二氧化氯；二氧化氯的沸點較低，可以用冰水冷凝收集，最后用氫氧化鈉溶液進行尾氣處理，所以儀器的連接順序是g→h→b→c→e→f→d。③二氧化氯的沸點較低，用冰水可以冷凝二氧化氯，所以D裝置的作用是冷凝并收集ClO2。（2）①品紅始終不褪色說明沒有SO2生成；②根據結論有SO42-生成，可知反應生成硫酸鋇，現象是有白色沉淀生成；③根據結論有Cl-生成，硝酸銀和氯離子生成氯化銀沉淀，可知加入的試劑是硝酸酸化的硝酸銀溶液；④ClO2與Na2S反應生成SO42-和Cl-，反應方程式是8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+；ClO2相對于Cl2的優點是：ClO2除硫效果徹底，氧化產物硫酸根穩定；ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不會產生二次污染，均被還原為Cl-時，二氧化氯得到的電子數是氯氣的2.5倍。