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二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂.常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,温度过高或水溶液中ClO2的质量分数高于30%等均有可能引起爆炸,易与碱液反应生成盐和水.

(1)某研究小组设计如图所示实验制备ClO2溶液,其反应的化学方程式为

2KClO3+H2C2O4+2H2SO42KHSO4+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O

①在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其温度保持在60~80℃之间.控制温度的目的是________________,图示装置中缺少的一种必须的玻璃仪器是________________

②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体,其中最好盛放________(填字母).

A.20 mL 60℃的温水

B.100 mL冰水

C.100 mL饱和食盐水

D.100 mL沸水

③在烧瓶中加入12.25 g KClO3和9 g草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热,反应后生成ClO2的质量为________

(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO).饮用水中ClO2、ClO的含量可用连续碘量法进行测定,实验步骤如下:

步骤1:准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中;

步骤2:调节水样的pH至7.0~8.0;

步骤3:加入足量的KI晶体;

步骤4:加入少量指示剂,用一定浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点;

步骤5:再调节溶液的pH≤2.0;

步骤6:继续用相同浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点.

①步骤1中若要量取20.00 mL水样,则应选用的仪器是________________

②步骤1~4的目的是测定水样中ClO2的含量,其反应的化学方程式为:

2ClO2+2KI2KClO2+I2,2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI,则步骤4中加入的指示剂为________________,滴定达到终点时溶液的颜色变化为________________

③步骤5的目的是使I将溶液中的ClO还原为Cl以测定其含量,该反应的离子方程式为:________

④若饮用水中ClO的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将ClO还原为Cl,则该反应的氧化产物为________(填化学式)

练习册系列答案
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(15分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。

I.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g)  △H=akJ·mol-1

CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g)  △H=bkJ·mol-1

C(石墨)+O2(g)=CO2(g)  △H=ckJ·mol-1

则反应:4Fe(s)+3O2(g)= 2Fe2O3(s)的焓变△H=        kJ·mol-1

Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是      (填序号)。

A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)

B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)

C.2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)

D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

若以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应可以设计成一个原电池,请写出该原电池的电极反应。

负极:                                                

正极:                                                

(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:

已知:电解过程中发生的反应为:

NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑;假设NCl3中氮元素为+3价。

①写出电解时阴极的电极反应式                                            

②在阳极上放电的物质(或离子)是           

③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是          (填序号)

A.生石灰       B.碱石灰       C.浓H2SO4       D.水

④在生产过程中,每生成1mol ClO2,需消耗        mol NCl3

 

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