Question

二氧化氯（ClO₂）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，ClO₂是一种黄绿色的有毒气体，易溶于水．
（1）ClO₂的制备方法很多，我国科学家经过不断探索，提出将经干燥空气稀释的氯气通入填充有固体亚氯酸钠（NaClO₂）的反应柱内制得ClO₂的方法．该反应中，NaClO₂作

 

（填“氧化剂”或“还原剂”）．
（2）ClO₂可将废水中的Mn²⁺转化为MnO₂而除去，本身还原为Cl^-，该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为

 

．
（3）ClO₂遇浓盐酸会生成Cl₂，每生成1molCl₂移电子的物质的量为

 

．
（4）测定ClO₂ 含量的过程如下：如图在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加入3mL硫酸；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO₂气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃液封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用c mol?L^-1的硫代硫酸钠标准溶液滴定（I₂+2S2

O

2- 3

=2I^-+S4

O

2- 3

），共用VmL硫代硫酸钠溶液．
①ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应的离子方程式为

 

．
②装置中玻璃封管的作用是

 

．
③测得ClO₂的质量m（ClO₂）=

 

．（用c、V的代数式表示）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,氧化还原反应,氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）反应中亚氯酸钠（NaClO₂）的反应柱内制得ClO₂，依据氯元素不包含分析，元素化合价升高做还原剂被氧化；
（2）ClO₂可将废水中的Mn²⁺转化为MnO₂而除去，本身还原为Cl^-，结合氧化还原反应电子守恒计算氧化剂和还原剂物质的量之比；
（3）ClO₂遇浓盐酸会生成Cl₂，书写离子方程式，结合氧化还原反应电子守恒计算；
（4）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水．
②用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等．
③根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），再根据m=nM计算m（ClO₂）．

解答： 解：（1）固体亚氯酸钠（NaClO₂）的反应柱内制得ClO₂的方法．该反应中氯元素化合价+3价变化为+4价，元素化合价升高失电子，NaClO₂作还原剂；
故答案为：还原剂；
（2）ClO₂可将废水中的Mn²⁺转化为MnO₂而除去，本身还原为Cl^-，反应中ClO₂为氧化剂，Cl元素化合价由+4价降低为-1价，Mn²⁺为还原剂，元素化合价由+2价升高到+4价，氧化剂和还原剂得失电子数目相等，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：5，
故答案为：2：5；
（3）ClO₂遇浓盐酸会生成Cl₂，同时生成水，反应的化学方程式为2ClO₂+8HCl=5Cl₂+4H₂O，由方程式可知，当生成5molCl₂，转移8mol电子，则生成1mol Cl₂转移电子的物质的量为1.6mol，
故答案为：1.6mol；
（4）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水，反应离子方程式为2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
故答案为：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②装置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等．
故答案为：用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等．
③VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物质的量为V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．则：
根据关系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2            10
          n（ClO₂）     c?V?10^-3 mol
所以n（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g．
故答案为：1.35cv×10^-2g．

点评：本题考查阅读题目获取信息能力、氧化还原反应滴定及应用、离子检验、对工艺流程及装置理解分析等，难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息解决问题的能力．注意基础知识的全面掌握．