题目内容
【题目】某工业废水中含有的 Mn2+、CN﹣等会对环境造成污染,在排放之前必须进行处理。ClO2是一种国际上公认的安全无毒的绿色水处理剂,某实验兴趣小组通过如图装置制备 ClO2,并用它来处理工业废水中的 Mn2+、CN﹣。
已知:i.ClO2 为黄绿色气体,极易溶于水,沸点 11℃;
ii.ClO2 易爆炸,若用“惰性气体”等稀释时,爆炸性则大大降低;
iii.某工业废水处理过程中 Mn2+转化为 MnO2、CN﹣转化为对大气无污染的气体;
iv.装置 B 中发生的反应为:H2C2O4+H2SO4+2KClO3═K2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O。
请回答下列问题:
(1)B 装置的名称是_____,C 装置的作用为_____。
(2)用 H2C2O4 溶液、稀硫酸和 KC1O3 制备 ClO2 的最大优点是_____。
(3)写出装置 D 中除去 Mn2+的离子方程式_____。
(4)ClO2 在处理废水过程中可能会产生副产物亚氯酸盐(ClO2 )。下列试剂中,可将 ClO2 转化为 Cl
的是_____。(填字母序号)。
a.FeSO4 b.O3 c.KMnO4 d.SO2
(5)在实验室里对该废水样品中 CN﹣含量进行测定:取工业废水Wg于锥形瓶中,加入10mL0.10mol/L 的硫酸溶液,用 0.0200mol/L 的 KMnO4标准溶液进行滴定,当达到终点时共消耗 KMnO4 标准溶液25.00mL。
在此过程中:
①实验中使用棕色滴定管的原因是_____,滴定终点的判断依据是_____。
②W g 工业废水中 CN﹣的物质的量为_____。
③若盛装工业废水的锥形瓶未润洗,则测定结果将_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】圆底烧瓶 防倒吸 制得ClO2的同时有CO2产生,可稀释ClO2,大大降低爆炸的可能性 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl-+12H+ ad 防止KMnO4见光分解 锥形瓶中的溶液颜色由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色 0.0005mol 无影响
【解析】
(1)B为圆底烧瓶;依据C装置进气管、出气管都较短可知为安全瓶,防止倒吸;
(2)反应生成的产物结合ClO2易爆炸,用惰性气体等稀释时,可防止爆炸分析;
(3)二氧化氯具有强的氧化性,能够氧化二价锰离子生成二氧化锰,本身被还原为氯离子;
(4)将ClO2 转化为 Cl-,应加入还原剂;
(5)①高锰酸钾不稳定;高锰酸钾与CN-发生氧化还原反应,被还原为无色的二价锰离子,所以当达到滴定终点时:颜色由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色;
②涉及反应为:,结合方程式计算;
③锥形瓶无需润洗。
(1)B装置的名称是圆底烧瓶;依据C装置进气管、出气管都较短可知为安全瓶,防止倒吸,故答案为:圆底烧瓶; 防倒吸;
(2)用H2C2O4溶液、稀硫酸和KClO3制备ClO2反应产物为二氧化氯、二氧化碳可稀释ClO2,大大降低爆炸的可能性,
故答案为:制得ClO2的同时有CO2产生,可稀释ClO2,大大降低爆炸的可能性;
(3)二氧化氯具有强的氧化性,能够氧化二价锰离子生成二氧化锰,本身被还原为氯离子,离子方程式:2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl-+12H+,
故答案为:2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl-+12H+;
(4)将ClO2 转化为 Cl-,应加入还原剂,可加入硫酸亚铁或二氧化硫等,
故答案为:ad;
(5)①高锰酸钾不稳定受热易分解,所以应放在棕色瓶中;高锰酸钾与CN-发生氧化还原反应,被还原为无色的二价锰离子,所以当达到滴定终点时:颜色由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色,
故答案为:防止KMnO4见光分解;锥形瓶中的溶液颜色由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色;
②设CN-物质的量为n,则依据方程式可知:
解得n=0.0005mol,
故答案为:0.0005mol;
③锥形瓶无需润洗,对测定结果没有影响,
故答案为:无影响。
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