题目内容

【题目】二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料制备ClO2的流程如下图所示:

已知:①NCl3是黄色黏稠状液体或斜方形晶体,极易爆炸,有类似于氯气的刺激性气味,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)电解时,发生反应的化学方程式为_____________。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)NCl3NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比为16混合,在溶液中恰好反应生成ClO2,该反应的离子方程式为:___________

(3)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10 mL,稀释成100 mL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若步骤2中未将锥形瓶在暗处静置30 min”,立即进行步骤3,则测定的结果可能____(偏大”“偏小无影响”);

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)。

【答案】 NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 控制好反应的温度 NCl3+3H2O+6ClO===6ClO2↑+3Cl+3OH+NH3 偏小 135cV2/V1

【解析】(1)电解时,电解NH4Cl、盐酸的溶液,阴极氢离子放电生成氢气,阳极:铵根离子失去电子,方程式为:NH4Cl2HCl3H2NCl3结合信息:自然爆炸点为95 ℃,在热水中易分解,可知NCl3要防止分解及爆炸,则还应控制好反应的温度;(2)NCl3NaClO2按物质的量之比为1:6恰好反应生成ClO2,还生成氯化钠、NaOH,结合电子守恒可知,Cl元素的化合价升高,则N元素化合价降低,还生成氨气,则该反应的离子反应为NCl33H2O6ClO2===6ClO23Cl3OHNH3 ;(3)①在暗处静置,ClO2KI才能充分反应,否则,ClO2反应不完全,生成的碘偏小,测得的结果会偏小;②根据2ClO2+10I+8H=5I2+2Cl+4H2O,和I2+2S2O32-=2I+S4O62-,可得关系式2ClO2~5I2~10S2O32-,原ClO2溶液的浓度为x:

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