Question

2．ClO₂和Cl₂都是常用的自来水消毒剂，但我国从2000年起逐步用ClO₂代替Cl₂对饮用水进行消毒．
（1）工业上制取Cl₂的化学反应方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）自来水厂用ClO₂处理后的自来水的pH为5.5～6.5，要求其中ClO₂的浓度在0.1～0.8mg•L^-1之间．某研究牲学习小组．为了检测某自来水样中ClO₂的浓度是否超标，进行了如下实验：
I．准确量取10.00mL自来水样，稀释成100.00mL试样备用；
Ⅱ．量取20.00mL试样加入锥形瓶中；滴加NaOH溶液调至中性，再加入稍过量的KI晶体，静置片刻；（己知：中性条件下，2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂）
Ⅲ．加入指示剂X，用2.0×10^-5mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00mL．（已知：2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-  ）．
请回答：
①指示剂X是：淀粉
②滴定终点的颜色变化为由蓝色变为无色．
③试计算此水样中ClO₂的浓度（单位：mg•L^-1）并判断ClO₂的浓度是否超标．

Answer 1

分析 （1）工业用电解饱和食盐水制备氯气；
（2）滴加NaOH溶液调至中性，再加入稍过量的KI晶体发生2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂，加入Na₂S₂O₃溶液发生2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，可用淀粉为指示剂，反应终点溶液由蓝色变为无色，结合反应的关系式计算．

解答 解：（1）工业用电解饱和食盐水制备氯气，反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①操作Ⅱ生成碘，加入淀粉变蓝色，碘与Na₂S₂O₃溶液发生2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，可用淀粉为指示剂，故答案为：淀粉；
②加入淀粉变蓝色，随着碘的消耗，溶液变为无色，故答案为：由蓝色变为无色；
③滴加NaOH溶液调至中性，再加入稍过量的KI晶体发生2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂，加入Na₂S₂O₃溶液发生2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，反应的关系式为2ClO₂～I₂～2S₂O₃^2-，
n（Na₂S₂O₃）=2.0×10^-5mol•L^-1×0.01L=2.0×10^-7mol，则n（ClO₂）=2.0×10^-7mol，
此水样中ClO₂的浓度为$\frac{2.0×1{0}^{-7}mol×67.5g/mol}{0.01L}$=1.35×10^-3g/L=1.35mg/L，
可知ClO₂的浓度超标．
答：ClO₂的浓度超标．

点评 本题考查二氧化氯的性质及应用，注意把握所给信息来分析解答，侧重学生解决新问题能力以及计算能力的考查，将知识活学活用为解答的关键，题目难度中等．