11.二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为10℃,可用于饮用水净化.某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应.回答下列问题:
I.ClO2的制备
己知:在强酸性溶液中用SO2还原NaC1O3能制备ClO2
(1)反应过程中圆底烧瓶内会看到溶液中有一种白色固体析出,为了证明该物质常采用的实验操作及现象为:待实验完成、圆底烧瓶冷却后,将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里,若固体溶解,溶液变蓝,则白色固体为硫酸铜.
(2)装置B中反应的离子方程式为SO2+2ClO3-=2ClO2+SO42-
(3)欲制备并收集ClO2,选择上图中的装置,其连接顺序为a→g→h→b→c→e→f→d(按气流方向,用小写字母表示)
(4)装置D的作用冷凝并收集ClO2
II.ClO2与Na2S的反应
(5)将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性,并将适量的稀释后的ClO2通 入图2所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液.一段时间后,通过下列实验探究I中反应的产物.
操作步骤实验现象结论
取少量1中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸.品红始终不褪色①无SO2(或HSO3-或SO32-)生成
另取少量1中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡②白色沉淀有SO42-生成
③继续在试管乙中滴加Ba(OH)2 溶液至过量,静置,取上层清液于试管中,加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液.有白色沉淀生成有Cl-生成
(6)C1O2与Na2S反应的离子方程式为8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+.用于饮用水净化时,ClO2相对于Cl2的优点是ClO2除硫效果彻底,氧化产物硫酸根更稳定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不会产生二次污染、均被还原为氯离子时,ClO2得到的电子数是氯气的2.5倍(任写一条).
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