Question

【題目】二氧化氯（ClO2）是極易溶于水且不與水發生化學反應的黃綠色氣體，沸點為11℃，可用于處理含硫廢水。某小組在實驗室中探究ClO2與Na2S的反應。請回答下列問題：

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

①裝置A中反應的化學方程式為_____________。

②欲收集一定量的ClO2，選擇上圖中的裝置，其連接順序為a______（按氣流方向，用小寫字母表示）。

（2）ClO2與Na2S的反應

將上述收集到的ClO2用N2稀釋以增強其穩定性，并將適量的稀釋后的ClO2通入上圖所示裝置中充分反應，得到無色澄清溶液。一段時間后，通過下列實驗探究Ⅰ中反應的產物。__

④ClO2與Na2S的反應的離子方程式為__________。用于處理含硫廢水時，ClO2相對于Cl2的優點是________（任寫一條）。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（濃）＝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除硫效果徹底，氧化產物硫酸根穩定；ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不會產生二次污染，均被還原為Cl-時，二氧化氯得到的電子數是氯氣的2.5倍（答案合理即可）

【解析】

根據物質的制備和收集流程分析解答；根據物質的轉化書寫離子及化學反應方程式。

(1)①裝置 A 中Cu與濃硫酸反應制備二氧化硫，化學方程式為：Cu+2H2SO4（濃）

CuSO4+SO2↑+2H2O；
故答案為：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O；

②二氧化硫從a進入裝置B中反應，為防止倒吸，故應在B之前有安全瓶，則a→g→h，為反應充分，再連接B裝置中的b，二氧化氯沸點較低，在D中進行冰水浴收集，為了充分冷卻，便于收集，連接e，最后用氫氧化鈉吸收未反應完的二氧化硫，防止污染空氣，連接順序為：a→g→h→b→c→e→f→d；
故答案為：g→h→b→c→e→f→d；

(2)將適量的稀釋后的 ClO2 通入如圖所示裝置中充分反應，得到無色澄清溶液，①取少量I中溶液于試管甲中，滴加品紅溶液和鹽酸，品紅始終不褪色，說明溶液中無SO2生成；
故答案為：SO2；
②另取少量I中溶液于試管乙中，加入Ba（OH）2溶液，振蕩，結論為有SO42-生成，硫酸根與鋇離子反應生成硫酸鋇白色沉淀；
故答案為：白色沉淀；
③結論為有Cl-生成，有白色沉淀生成，氯化銀為不溶于酸的白色沉淀，檢驗氯離子的操作為：繼續在試管乙中滴加Ba（OH）2溶液至過量，靜置，取上層清液于試管丙內加入足量稀硝酸酸化的硝酸銀溶液；
故答案為：加入足量稀硝酸酸化的硝酸銀溶液；
④由上述分析可知ClO2 與 Na2S 反應有氯離子、硫酸根離子生成，發生的離子方程式為：8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+；用于處理含硫廢水時，ClO2相對于Cl2的優點是ClO2除硫效果徹底，氧化產物硫酸根穩定； ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不會產生二次污染，均被還原為Cl-時，二氧化氯得到的電子數是氯氣的2.5倍；
故答案為：8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+；ClO2除硫效果徹底，氧化產物硫酸根穩定； ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不會產生二次污染，均被還原為Cl-時，二氧化氯得到的電子數是氯氣的2.5倍。