Question

【題目】二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑。回答下列問題：

（1）工業上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為________。

（2）用如圖裝置可以測定混合氣中ClO2的含量：

Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；

Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口；

Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；

Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中；

Ⅴ.用0.1000mol·L－1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液（I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-），指示劑顯示終點時共用去20.00mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中：

①錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為__________，反應中ClO2為_______劑（氧化或還原）。

②玻璃液封裝置的作用是__________。

③Ⅴ中加入的指示劑通常為________，滴定至終點的現象是___________。

④測得混合氣中ClO2的質量為________g。

（3）用ClO2處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質最適宜的是________（填標號）。

a明礬b碘化鉀c鹽酸d硫酸亞鐵

Answer 1

【答案】2∶1 2ClO2＋10I－＋8H＋=5I2＋4H2O＋2Cl－ 氧化 吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出） 淀粉溶液 溶液由藍色變為無色，且半分鐘內溶液顏色不再改變 0.02700 d

【解析】

(1)KClO3中Cl化合價降低變為ClO2，降低1個價態，Na2SO3化合價升高變為SO42，升高2個價態，根據得失電子守恒得出答案；

(2)①錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應生成單質碘和氯離子；②二氧化氯氣體會向上逸出；③Ⅴ中根據I2＋2S2O32=2I－＋S4O62，得出加入指示劑；④根據ClO2～5S2O32關系式，得到n(ClO2)和m(ClO2)；

(3)a.明礬、c.鹽酸均不能還原亞氯酸鹽；b.KI具有還原性，但氧化產物不適用飲用水使用；d.硫酸亞鐵中亞鐵離子將亞氯酸根還原為氯離子，亞鐵被氧化為鐵離子，且鐵離子水解生成膠體可凈化飲用水，因此最適宜。

(1)工業上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，KClO3中Cl化合價降低變為ClO2，作氧化劑，降低1價，Na2SO3化合價升高變為SO42，作還原劑，升高2價，根據得失電子守恒，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為2:1；

(2)①錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應生成單質碘和氯離子，其離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋=5I2＋4H2O＋2Cl－，ClO2化合價降低，因此反應中ClO2為氧化劑；

②ClO2氣體會向上逸出，因此玻璃液封裝置的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出）；

③Ⅴ中根據I2＋2S2O32=2I－＋S4O62，因此加入的指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點的現象是溶液由藍色變為無色，且半分鐘內溶液顏色不再改變；故答案為：淀粉溶液；溶液由藍色變為無色，且半分鐘內溶液顏色不再改變；

④根據ClO2～5S2O32關系式，得到n(ClO2)=n(S2O32)=×0.1000molL1×0.02L=4×104mol，m(ClO2)=nM=4×104mol×67.5gmol1=0.027g；

(3)a.明礬、c.鹽酸均不能還原亞氯酸鹽，故ac不符合題意；b.KI具有還原性，但氧化產物不適用飲用水使用，故c不符合題意；d.硫酸亞鐵中亞鐵離子將亞氯酸根還原為氯離子，亞鐵被氧化為鐵離子，且鐵離子水解生成膠體可凈化飲用水，因此最適宜，d符合題意。答案選d。