Question

【题目】ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂，可用NaClO3和草酸（H2C2O4）反应制得。无水草酸100℃可以升华。某学习小组用下图装置模拟工业制取收集ClO2 。

（1）实验时装置A需在60℃~100℃进行的原因是_________，控制所需温度的方法是___________。

（2）电动搅拌棒的作用是_________。装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等，该反应的化学方程式为___________________。

（3）在装置C中ClO2和NaOH反应生成等物质的量的两种盐，其中一种盐为NaClO2 ，写出反应的离子方程式_________________。

（4）用ClO2处理过的饮用水（pH为5.5~6.5）往往残留少量ClO2和一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ClO2－）。

① ClO2被I－还原为ClO2－、Cl－的转化率与溶液pH的关系如右图

所示

② 当pH≤2.0时，ClO2－也能被I－还原成Cl－

③ 2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI

根据上述信息，请补充完整测定饮用水中ClO2－含量的实验方案：

取一定体积的饮用水，加入NaOH溶液调节pH为7.0~8.0； ；再重复上述操作1~2次，计算得出结果。

（实验中需使用的试剂：淀粉溶液、标准Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸）

Answer 1

【答案】（1）温度过低，化学反应速率较慢，温度过高草酸升华或分解；水浴加热 ；

（2）将反应物充分混合（或充分反应、或使反应物受热均匀），2NaClO3 + H2C2O4 Na2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（3） 2ClO2 + 2OH－＝ClO3－+ ClO2－+ H2O；

（4）加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用标准Na2S2O3溶液滴定至终点（或蓝色褪去），记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积；加入稀硫酸调节溶液的pH≤2.0；继续用标准Na2S2O3溶液滴定至终点，记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积。

【解析】

试题分析：（1）温度小于60℃，化学反应速率降低，大于100℃时，根据信息，无水草酸升华，因此控制温度在60℃～100℃，控制所需温度的方法是水浴加热；

（2）搅拌棒的作用：是混合物混合均匀，加速反应，根据题目，反应物是NaClO3和草酸，生成物是Na2CO3、ClO2、CO2，因此反应方程式为2NaClO3 + H2C2O4 Na2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（3）根据氧化还原反应的规律，有化合价的升高，也有化合价的降低，因为生成两种盐，因此离子反应方程式为：2ClO2 + 2OH－＝ClO3－+ ClO2－+ H2O；

（4）加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用标准Na2S2O3溶液滴定至终点（或蓝色褪去），记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积；加入稀硫酸调节溶液的pH≤2.0；继续用标准Na2S2O3溶液滴定至终点，记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积。