Question

【题目】ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒.

(1)消毒水时,ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe（OH）3和MnO2等难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有______性.

(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2，请完成该化学反应方程式：2KClO3+SO2==2ClO2+_____。

(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,写出化学方程式:_____________

(4)自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1~0.8mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：

Ⅰ取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。

Ⅱ加入一定量的Na2S2O3溶液。（已知：2S2O32-+I2== S4O62-+2I-）

Ⅲ加硫酸调节水样pH至1～3。

操作时，不同pH环境中粒子种类如图所示：

请回答：

①操作Ⅰ中反应的离子方程式是_____。

②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是_____。

③若水样的体积为1.0L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10ml，则水样中ClO2的浓度是_____ mg/L。

Answer 1

【答案】氧化性 K2SO4 2Cl2 + 2H2O（g）+ C═4HCl + CO2 2ClO2 + 2I- = 2ClO2- + I2 ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O 0.675

【解析】

（1）在这个过程中，Fe2+、Mn2+的化合价升高，则ClO2的化合价降低，为氧化剂，具有氧化性，故答案为：氧化性；

（2）质量守恒可得：2KClO3+SO2=2ClO2+K2SO4，故答案为：K2SO4；

（3）使Cl2和H2O（g）通过灼热的炭层，生成HCl和CO2是放热反应，化学方程式为2Cl2 + 2H2O（g）+ C═4HCl + CO2，故答案为：2Cl2 + 2H2O（g）+ C═4HCl + CO2；

（4）①用氢氧化钠溶液调至中性，由图知，此条件下粒子种类为 ClO2，ClO2将加入的碘化钾氧化为I2，自身被还原成ClO2-，离子方程式为：2ClO2 + 2I- = 2ClO2- + I2，故答案为：2ClO2 + 2I- = 2ClO2- + I2；

②由图示表明，pH至1～3时，ClO2-将I-氧化成I2，离子方程式为：ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O；故答案为：ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O；

③S2O32- ～ I- ～ ClO2

1 1 1

1.0×10-3 mol/L×0.01L 1.0×10-5mol

m（ClO2）=n（ClO2）×M（ClO2）=1.0×10-5mol×67.5×103mgmol-1=0.675mg，由于水样为 1L，所以 ClO2 的浓度为=0.675 mgL-1，故答案为：0.675。