题目内容

【题目】二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,易溶于水,在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。回答下列问题:

1ClO2可将废水中的CN氧化成CO2N2,该反应的离子方程式是_______

2)根据文献资料,用NaClO3和双氧水在酸性条件下可制得ClO2。某小组按照文献中制备ClO2的方法设计了如图所示的实验装置用于制备ClO2

①通入氮气的主要作用有2个,一是可以起到搅拌作用,二是________

②装置B的作用是__________________

③装置A用于生成ClO2气体,该反应的化学方程式是_____

3)测定装置CClO2溶液的浓度:取10.00 mL C中溶液于锥形瓶中,加入足量的KI溶液和H2SO4酸化,然后加入____________作指示剂,用0.1000 mol·L1Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的溶液(I2 + 2S2O322I+ S4O62),消耗标准溶液的体积为20.00 mL。滴定终点的现象是________CClO2溶液的浓度是__________mol·L1

【答案】2ClO2 + 2CN2CO2 + N2 + 2Cl 稀释二氧化氯,防止二氧化氯的浓度过高而发生爆炸或防倒吸 防止倒吸(或作安全瓶) 2NaClO3H2O2H2SO42ClO2Na2SO4O22H2O 淀粉溶液 当滴入最后一滴标准溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色 0.04000 mol/L

根据关系式:2ClO25I210Na2S2O3

nClO2= nNa2S2O3=×0.1000mol/L×0.02L=0.0004mol,据此计算可得。

【解析】

根据电子得失守恒和质量守恒书写(1)和③的离子方程式和化学方程式,用NaClO3和双氧水在酸性条件下可制得ClO2,装置A发生装置,产生ClO2,装置B是安全瓶作用,装置C收集ClO2,装置D尾气吸收,避免污染环境,测定装置CClO2溶液的浓度,应根据2ClO25I210Na2S2O3关系式,据此计算。

1ClO2可将废水中的CN-氧化成CO2N2ClO2自身被还原为Cl-,则ClO2中氯元素由+4价得5e-变成Cl-CN-中碳元素由+2价失2e-+4价,氮元素由-3价失3e-0价,由电子得失守恒和质量守恒可写出离子反应式为:2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-;答案为2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-

2)①氮气可以搅拌混合液,使其充分反应,还可以稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸;答案为稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸;

②已知二氧化氯易溶于水,则装置B防止倒吸(或作安全瓶);答案为防止倒吸(或作安全瓶);

③装置A用于生成ClO2气体,NaClO3中氯元素化合价由+5价得e-变成+4价,H2O2中氧元素由-1价失e-变成0价,根据电子得失守恒和质量守恒可写出该反应的化学方程式为2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O;答案为:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2+Na2SO4+O2+2H2O

3)根据滴定原理,KI在酸性条件下被ClO2氧化为I2,反应为:2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O,故选用淀粉溶液做指示剂;用Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的I2,当滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点;根据2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2OI2 + 2S2O322I+ S4O62可知:2ClO25I210Na2S2O3,则n(ClO2)= n(Na2S2O3)= ×0.1000mol/L×0.02L=0.0004molCClO2溶液的浓度是c(ClO2)= =0.04mol/L;答案为淀粉溶液,当滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点,0.04mol/L

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