Question

【题目】世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：

已知：①NCl3是黄色黏稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性气味，自然爆炸点为95 ℃，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定。

②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

回答下列问题：

（1）实验室干燥气体B的方法是___________________。为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：①控制好生成NCl3的浓度；②________________________。

（2）NCl3与NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比为1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2，该反应的离子方程式为______________。

（3）工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备ClO2原理如下：

电解池中两个电极的产物分别是NCl3和H2，写出电解池总反应的离子方程式为_____________________________。

（4）ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：

步骤1：准确量取ClO2溶液10mL，稀释成100mL试样；

步骤2：量取V1 mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置 30 min；

步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知I2＋2S2O===2I－＋S4O)

①上述步骤3中滴定终点的现象是______________________；

②根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为___________g/L(用含字母的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 通过装有碱石灰的干燥管 控制好反应温度 NCl3＋6ClO＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3Cl－＋3OH－ NH4++2H++3Cl-NCl3+3H2 最后一滴滴入后，溶液从蓝色变成无色，且30 s内不变色 135cV2/V1

【解析】NH4Cl溶液中加入盐酸进行电解得到NCl3，结合元素守恒可知，生成的气体A为H2，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2与气体B，气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则B为NH3；

（1）氨气是碱性气体，可以通过装有碱石灰的干燥管干燥氨气；由题目信息可知，NCl3极易爆炸，尽量用稀有气体进行稀释，在热水中易分解，电解中应注意：控制好生成NCl3的浓度，控制好反应温度；（2）NCl3与NaClO2按物质的量之比为1：6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2与NH3，由氢元素守恒可知，有水参加反应，1molNCl3得到1molNH3，由ClO2-、ClO2中Cl原子与O原子之比均为1：2，结合电荷守恒可知，反应还生成NaCl与NaOH，反应的离子方程式为NCl3＋6ClO2-＋3H2O＝6ClO2↑＋NH3↑＋3Cl－＋3OH－；（3）电解池中两个电极的产物分别是NCl3和H2，反应物是盐酸和氯化铵，因此电解池总反应的离子方程式为NH4++2H++3Cl-NCl3+3H2↑。(4) 设原ClO2溶液的浓度为x，准确量取ClO2溶液10.00mL，稀释成100.00mL试样，则浓度变为：x/10，根据方程式可知

2ClO2～5I2～10Na2S2O3

2mol 10mol

x/10×V1×10-3mol 1×10-3cV2mol

x=2cV2/V1mol/L=67.5g/mol×2cV2/V1mol/L=135cV2/V1gL-1。