题目内容

【题目】二氧化氯(ClO2)是高效安全的饮用水消毒剂,得到越来越广泛的应用。回答下列问题:

I.实验室合成ClO2常用盐酸或双氧水还原氯酸钠(NaClO3)。

(1)盐酸和NaClO3反应时有ClO2和Cl2生成,书写反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目______________________________________,当反应中转移0.2mol电子时,参加反应的还原剂的物质的量为________________________________。

(2)使用双氧水作还原剂的优点是_________________________________________。

II.当pH≤2.0时,NaClO2能被I 完全还原成Cl;(离子反应方程式为ClO2+4H++4I→2I2+Cl+2H2O)。回答下列问题:

溶液中Na2S2O3能与I2反应生成NaI和Na2S4O6(2Na2S2O3+I2→2NaI+Na2S4O6)。欲测定成品中NaClO2的含量,现进行如下操作:

步骤Ⅰ

称取样品Wg配成溶液置于锥形瓶中,并调节pH≤2.0

步骤Ⅱ

向锥形瓶中加入足量KI晶体,充分搅拌,并加入少量指示剂

步骤Ⅲ

用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定发生反应

(1)步骤Ⅱ加入指示剂的名称是_______________。滴定终点时溶液的颜色变化为_________。

(2)若上述滴定操作中平均消耗VmL Na2S2O3标准溶液,则成品中NaClO2的质量分数为__________(用含W、c、V的代数式表示)。

(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN 氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl,处理含相同量CN的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的___倍。

【答案】 0.2mol 使用双氧水作还原剂时氧化产物为氧气,对环境无污染 淀粉溶液 溶液由蓝色变成无色 2.5

【解析】

I.(1)盐酸和NaClO3反应时有ClO2和Cl2生成,反应中HCl为还原剂,被氧化生成氯气,氯元素的化合价由-1价升高到0价,NaClO3被还原成ClO2,氯元素化合价从+5价变为+4价,据此书写离子方程式和计算还原剂的物质的量;

(2)双氧水做还原剂被氧化为氧气,属于绿色还原剂无污染;

II.(1)步骤Ⅱ中发生反应是酸性溶液中ClO2-能被I-完全还原成Cl-,碘离子被氧化为碘单质,溶液中Na2S2O3能与I2反应:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,可以用淀粉溶液作指示剂,判断反应终点;

(2)依据ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O,2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,确定反应的定量关系进行计算;

(3)每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,故为2.5倍。

I.(1)盐酸和NaClO3反应时有ClO2和Cl2生成,反应的离子方程式为 2ClO3-+4H++2Cl-=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,标出电子转移的方向和数目为:,反应中HCl为还原剂,被氧化生成氯气,氯元素的化合价由-1价升高到0价,当转移0.2mol电子时,参加反应的还原剂的物质的量为为0.2mol;

(2)双氧水作还原剂时氧化产物为氧气,对环境无污染;

II.(1)步骤Ⅱ中发生反应是酸性溶液中ClO2-能被I-完全还原成Cl-,碘离子被氧化为碘单质,离子方程式为:ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O,溶液中Na2S2O3能与I2反应:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,可以用淀粉溶液作指示剂,滴定终点时溶液的颜色变化为:溶液由蓝色变为无色;

(2)滴定过程中发生的反应为:ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O,2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,反应的定量关系为NaClO2~2I2~4Na2S2O3,则n(NaClO2)=mol,样品中NaClO2的质量分数=×100%=;

(3)每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,则所需Cl2的物质的量是ClO2的:=2.5倍。

练习册系列答案
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(1)SO2是_____(填“电解质”或“非电解质”)。

(2)Cu2S与O2反应可生成SO2,已知:

Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=x kJmol-1

Cu(s)+S(s)=Cu2S(s) △H=y kJmol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=z kJmol-1

写出Cu2S与O2反应生成CuO和SO2的热化学方程式__________________________。

(3)硫酸工业中涉及反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=Q kJ·mol-1。一定条件下,在2L恒容密闭容器中,通入2molSO2和1molO2发生上述反应,SO2的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。a点时此反应的平衡常数的数值为_____。

关于该反应,下列说法正确的是____。

A.容器内混合气体的密度不再变化时,反应达到平衡

B.相同时间内生成2molSO2同时消耗1molO2,反应达到平衡

C.Q大于0

D.相同温度下,压强越大,SO2的平衡转化率就越大,该反应的平衡常数就越大

E.反应达到平衡后保持温度不变,再充入2molSO2和1molO2,SO2的平衡转化率增大

F.反应达到平衡后保持温度不变,再充入He(g),SO2的平衡转化率增大

(4)将SO2通入酸化的硝酸钡溶液可生成硫酸钡沉淀,25℃时,KSP(BaSO4)=1×10-10。KSP(BaCO3)=2.6×10-9。该温度下,BaSO4和BaCO3沉淀共存的悬浊液中,=___。

(5)用如图装置回收SO2可制得硫酸,电极为惰性电极,a、b膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜。阳极的电极反应为____。

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