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。