Question

ClO₂气体是一种常用的消毒剂，我国从2 000年起逐步用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒。

(1)消毒水时，ClO₂还可将水中的Fe^2＋、Mn^2＋等转化成Fe(OH)₃和MnO₂等难溶物除去，在这个过程中，Fe^2＋、Mn^2＋的化合价升高，说明ClO₂具有____▲__性。

(2)工业上可以通过下列方法制取ClO₂，请完成该化学反应方程式：

2KClO₃＋SO₂===2ClO₂＋______▲____。

(3)自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8 mg·L^－1之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：

Ⅰ.取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。

Ⅱ.加入一定量的Na₂S₂O₃溶液。(已知：2S₂O＋I₂===S₄O＋2I^－)

Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1～3。

操作时，不同pH环境中粒子种类如下图所示：

请回答：

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1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10^－3 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液10 mL，则水样中ClO₂的浓度是____▲____mg·L^－1。

Answer 1

【知识点】本题考查氧化还原反应相关知识

【答案解析】(1)氧化(1分)　(2)K₂SO₄(1分) (其余每空各2分)　(3)①2ClO₂＋2I^－===2ClO＋I₂　②蓝色消失，半分钟内不变色　③ClO＋4I^－＋4H^＋===Cl^－＋2I₂＋2H₂O　④0.675

解析：(1)消毒水时，ClO₂还可将水中的Fe^2＋、Mn^2＋等转化成Fe(OH)₃和MnO₂等难溶物除去，在这个过程中，Fe^2＋、Mn^2＋的化合价升高，说明ClO₂具有氧化性。(2)工业上可以通过下列方法制取ClO₂，根据化学反应方程式给出部分：2KClO₃＋SO₂===2ClO₂＋____可知SO₂中S元素必须升高，同时根据守恒关系，则可推知产物为K₂SO_4，即反应为2KClO₃＋SO₂===2ClO₂＋K₂SO₄。(3)自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8 mg·L^－1之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤Ⅰ.取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。可推知Ⅰ中反应的离子方程式是2ClO₂＋2I^－===2ClO＋I₂，Ⅱ.加入一定量的Na₂S₂O₃溶液，确定操作Ⅱ完全反应的现象是蓝色消失，半分钟内不变色，Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1～3，在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是ClO＋4I^－＋4H^＋===Cl^－＋2I₂＋2H₂O，若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10^－3 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液10 mL，由反应关系可知，2S₂O~I₂~2ClO₂则水样中ClO₂的物质的量为1.0×10^－5 mol mol则ClO₂的质量是65.7g/mol×10^－5 mol。则水样中ClO₂的浓度是0,657mg·L^－1。

【思路点拨】本题考查氧化还原反应相关知识，本题结合化学与生活、化学实验对学生综合考察学生能力，对于高二学生来说属于难题。