题目内容

【题目】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11℃,可用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。请回答下列问题:

(1)ClO2的制备(已知:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4)

①装置A中反应的化学方程式为_____________。

②欲收集一定量的ClO2,选择上图中的装置,其连接顺序为a______(按气流方向,用小写字母表示)。

(2)ClO2与Na2S的反应

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通入上图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。__

④ClO2与Na2S的反应的离子方程式为__________。用于处理含硫废水时,ClO2相对于Cl2的优点是________(任写一条)。

【答案】Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O g→h→b→c→e→f→d ①SO2②有白色沉淀 ③加入足量稀硝酸酸化的AgNO3溶液 8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+ ClO2除硫效果彻底,氧化产物硫酸根稳定;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Cl-时,二氧化氯得到的电子数是氯气的2.5倍(答案合理即可)

【解析】

根据物质的制备和收集流程分析解答;根据物质的转化书写离子及化学反应方程式。

(1)①装置 A 中Cu与浓硫酸反应制备二氧化硫,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O;
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;

②二氧化硫从a进入装置B中反应,为防止倒吸,故应在B之前有安全瓶,则a→g→h,为反应充分,再连接B装置中的b,二氧化氯沸点较低,在D中进行冰水浴收集,为了充分冷却,便于收集,连接e,最后用氢氧化钠吸收未反应完的二氧化硫,防止污染空气,连接顺序为:a→g→h→b→c→e→f→d;
故答案为:g→h→b→c→e→f→d;

(2)将适量的稀释后的 ClO2 通入如图所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液,①取少量I中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸,品红始终不褪色,说明溶液中无SO2生成;
故答案为:SO2;
②另取少量I中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡,结论为有SO42-生成,硫酸根与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀;
故答案为:白色沉淀;
③结论为有Cl-生成,有白色沉淀生成,氯化银为不溶于酸的白色沉淀,检验氯离子的操作为:继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液于试管丙内加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液;
故答案为:加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液;
④由上述分析可知ClO2 与 Na2S 反应有氯离子、硫酸根离子生成,发生的离子方程式为:8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+;用于处理含硫废水时,ClO2相对于Cl2的优点是ClO2除硫效果彻底,氧化产物硫酸根稳定; 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Cl-时,二氧化氯得到的电子数是氯气的2.5倍;
故答案为:8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+;ClO2除硫效果彻底,氧化产物硫酸根稳定; 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Cl-时,二氧化氯得到的电子数是氯气的2.5倍。

练习册系列答案
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Ⅱ. QY2是国际上公认的高效消毒灭菌剂。

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操作I :取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用NaOH溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。

操作Ⅱ:再加入一定量的Na2S2O3溶液。(己知:2S2O32-+I2 = S4O62-+2I-)。

操作Ⅲ:然后再加硫酸调节水样pH至1~3。

操作时,不同pH环境中Q元素粒子种类及化合价如图所示:

①操作I中反应的离子方程式是_______________________。

②确定操作II完全反应的现象是___________________________。

③在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是_________________。

④若水样的体积为1.0L,在操作II中消耗了1.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10mL,则水样中QY2的浓度是__________mol·L-1(精确到0.01)。

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