Question

【题目】ClO2广泛用于水处理、纸浆漂白等。

（1）制备ClO2原料有NaClO2等，产生的ClO2(g)用蒸馏水吸收得到吸收液A。

①ClO2中氯元素的化合价为___。

②NaClO2与盐酸在微热条件下生成ClO2气体(及少量副产物Cl2)，写出其反应生成ClO2、NaCl和水的化学方程式：___。

（2）碘量法测定ClO2吸收液A中ClO2和Cl2的浓度的主要实验步骤如下：

步骤1.向锥形瓶中加入50mL蒸馏水、25mL100g·L-1KI溶液(足量)，再向其中加入5.00mLClO2吸收液(发生反应：2ClO2+2KI=2KClO2+I2，Cl2+2KI=2KCl+I2)。

步骤2.用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)至浅黄色，再加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好消失，消耗Na2S2O3溶液6.00mL。

步骤3.向步骤2的溶液中加入5mL2mol·L-1硫酸溶液酸化，发生反应：KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O。

步骤4.重复步骤2操作，第二次滴定又消耗0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液20.00mL。

根据上述数据，计算ClO2吸收液A中ClO2和Cl2的浓度___(单位g·L-1，写出计算过程)。

Answer 1

【答案】+4 5NaClO2+4HCl4ClO2↑+5NaCl+2H2O 令5.00mLClO2吸收液中，n(ClO2)=xmol，n(Cl2)=ymol，由反应方程式可知，2ClO2+2KI=2KClO2+I2，Cl2+2KI=2KCl+I2，n(KClO2)=n(ClO2)=xmol，n(I2)=n(ClO2)+n(Cl2)=(x+y) mol，根据反应方程式2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol·L-1×6.00×10-3L=3×10-4mol=(x+y) mol；根据反应方程式KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，列出关系式KClO2 ~ 2I2 ~ 4Na2S2O3，n(KClO2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol·L-1×20.00×10-3L=5×10-4mol，因为n(KClO2)=n(ClO2)=xmol，所以x=5.0×10-4，又因为3×10-4=(x+y)，y=5.0×10-5，故5.00mLClO2吸收液中ClO2和Cl2的浓度分别为为、

。

【解析】

利用化合物中元素化合价代数和为0，确定ClO2中氯元素的化合价；2ClO2+2KI=2KClO2+I2，Cl2+2KI=2KCl+I2，根据题中的数据和已知方程式，找出n(KClO2)=n(ClO2)、n(I2)=n(ClO2)+n(Cl2)，再根据反应方程式2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，n(I2)=n(ClO2)+n(Cl2)=n(Na2S2O3)，最后根据反应方程式KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O，找出n(KClO2)=n(Na2S2O3)，把两次用到的Na2S2O3的物质的量代入计算，即可计算出ClO2和Cl2的物质的量。

（1）①ClO2中氧元素的化合价为-2价，根据化合物中元素化合价代数和为0，则ClO2中氯元素的化合价为+4价；

②NaClO2与盐酸在微热条件下反应生成ClO2、NaCl和水，该反应为氧化还原反应，根据氧化还原反应中得失电子守恒配平方程式，其方程式为5NaClO2+4HCl4ClO2↑+5NaCl+2H2O；

（2）令5.00mLClO2吸收液中，n(ClO2)=xmol，n(Cl2)=ymol，由反应方程式2ClO2+2KI=2KClO2+I2，Cl2+2KI=2KCl+I2可知n(KClO2)=n(ClO2)=xmol，n(I2)=n(ClO2)+n(Cl2)=(x+y) mol，根据反应方程式2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol·L-1×6.00×10-3L=3×10-4mol=

(x+y) mol；根据反应方程式KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，列出关系式KClO2 ~ 2I2 ~ 4Na2S2O3，n(KClO2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol·L-1×20.00×10-3L=5×10-4mol，因为n(KClO2)=n(ClO2)=xmol，所以x=5.0×10-4，又因为3×10-4=(x+y)，y=5.0×10-5，故5.00mLClO2吸收液中ClO2的浓度为

，5.00mLClO2吸收液中Cl2的浓度为。