Question

【題目】ClO2是一種黃綠色或橙黃色的氣體，極易溶于水，可用于水的消毒殺菌、水體中Mn2+等重金屬除及煙氣的脫硫脫硝。回答下列問題：

（1）將過硫酸納(Na2S2O8)溶液加入亞氯酸鈉(NaClO2)中可制備ClO2，NaClO2中Cl元素的化合價

是_________，該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為_____________。

（2）將ClO2通入MnSO4溶液，溶液中可檢測到Cl-同時有黑色MnO2沉淀生成。

①ClO2和MnO2均屬于氧化物，理由是___________________。

②該反應的離子方程式為_____________________。

（3）為研究ClO2脫硝的適宜條件，在1L200 mg L-1 ClO2溶液中加NaOH溶液調節pH，通入NO氣體并測定NO的去除率，其關系如下圖所示：

①實驗中使用的C1O2溶液的物質的量濃度為____________(保留三位有效數字）；要使NO的去除率更高，應控制的條件是__________________________。

②當溶液pH>7時，NO的去除率增大的原因是ClO2與NaOH溶液反應可生成更強的吸收劑NaC1O2，寫出堿性條件下NaClO2脫除NO反應的離子方程式：___________________。

Answer 1

【答案】 +3 1：2 均含兩種元素，且其中一種為氧元素 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl- 2. 96×10-3 mol L-1 控制溶液呈強酸性或強堿性 4NO+3ClO2-+4OH-=4NO2-+3Cl-+2H2O

【解析】(1)將過硫酸鈉(Na2S2O8)溶液加入亞氯酸鈉(NaClO2)中可制備ClO2，NaClO2中Cl元素的化合價為+3價，該反應中過硫酸鈉(Na2S2O8)中S元素的化合價由+7價降低為+6價，過硫酸鈉為氧化劑，亞氯酸鈉(NaClO2)中Cl的化合價由+3價升高為+4價，亞氯酸鈉為還原劑，根據得失電子守恒，過硫酸鈉為氧化劑，亞氯酸鈉的物質的量之比為1:2，故答案為：+3；1：2；

(2)①ClO2和MnO2均含兩種元素，且其中一種為氧元素，屬于氧化物，故答案為：均含兩種元素，且其中一種為氧元素；

②將ClO2通入MnSO4溶液中可檢測到Cl-同時有黑色MnO2沉淀生成，反應的離子方程式為2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-，故答案為：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-；

(3)①200 mg C1O2的物質的量為=0.00296mol，因此C1O2溶液的物質的量濃度為2. 96×10-3 mol L-1，根據圖像，要使NO的去除率更高，應該控制溶液呈強酸性或強堿性，故答案為：2. 96×10-3 mol L-1；控制溶液呈強酸性或強堿性；

②當溶液pH>7時，NO的去除率增大的原因是ClO2與NaOH溶液反應可生成更強的吸收劑NaC1O2，在堿性條件下NaClO2脫除NO反應的離子方程式為4NO+3ClO2-+4OH-=4NO2-+3Cl-+2H2O，故答案為：4NO+3ClO2-+4OH-=4NO2-+3Cl-+2H2O。