Question

【題目】二氧化氯(ClO2)是高效安全的飲用水消毒劑，得到越來越廣泛的應用。回答下列問題：

I.實驗室合成ClO2常用鹽酸或雙氧水還原氯酸鈉(NaClO3)。

（1）鹽酸和NaClO3反應時有ClO2和Cl2生成，書寫反應的離子方程式并標出電子轉移的方向和數目______________________________________，當反應中轉移0.2mol電子時，參加反應的還原劑的物質的量為________________________________。

（2）使用雙氧水作還原劑的優點是_________________________________________。

II.當pH≤2.0時，NaClO2能被I 完全還原成Cl；（離子反應方程式為ClO2+4H++4I→2I2+Cl+2H2O）。回答下列問題：

溶液中Na2S2O3能與I2反應生成NaI和Na2S4O6（2Na2S2O3+I2→2NaI+Na2S4O6）。欲測定成品中NaClO2的含量，現進行如下操作：

步驟Ⅰ	稱取樣品Wg配成溶液置于錐形瓶中，并調節pH≤2.0
步驟Ⅱ	向錐形瓶中加入足量KI晶體，充分攪拌，并加入少量指示劑
步驟Ⅲ	用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定發生反應

（1）步驟Ⅱ加入指示劑的名稱是_______________。滴定終點時溶液的顏色變化為_________。

（2）若上述滴定操作中平均消耗VmL Na2S2O3標準溶液，則成品中NaClO2的質量分數為__________(用含W、c、V的代數式表示)。

（3）ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN 氧化為無毒的物質，自身被還原為Cl，處理含相同量CN的電鍍廢水，所需Cl2的物質的量是ClO2的___倍。

Answer 1

【答案】 0.2mol 使用雙氧水作還原劑時氧化產物為氧氣，對環境無污染 淀粉溶液 溶液由藍色變成無色 2.5

【解析】

I.(1)鹽酸和NaClO3反應時有ClO2和Cl2生成，反應中HCl為還原劑，被氧化生成氯氣，氯元素的化合價由-1價升高到0價，NaClO3被還原成ClO2，氯元素化合價從+5價變為+4價，據此書寫離子方程式和計算還原劑的物質的量；

(2)雙氧水做還原劑被氧化為氧氣，屬于綠色還原劑無污染；

II.(1)步驟Ⅱ中發生反應是酸性溶液中ClO2-能被I-完全還原成Cl-，碘離子被氧化為碘單質，溶液中Na2S2O3能與I2反應：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，可以用淀粉溶液作指示劑，判斷反應終點；

(2)依據ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，確定反應的定量關系進行計算；

(3)每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，故為2.5倍。

I.(1)鹽酸和NaClO3反應時有ClO2和Cl2生成，反應的離子方程式為 2ClO3-+4H++2Cl-=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O，標出電子轉移的方向和數目為：，反應中HCl為還原劑，被氧化生成氯氣，氯元素的化合價由-1價升高到0價，當轉移0.2mol電子時，參加反應的還原劑的物質的量為為0.2mol；

(2)雙氧水作還原劑時氧化產物為氧氣，對環境無污染；

II.(1)步驟Ⅱ中發生反應是酸性溶液中ClO2-能被I-完全還原成Cl-，碘離子被氧化為碘單質，離子方程式為：ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，溶液中Na2S2O3能與I2反應：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，可以用淀粉溶液作指示劑，滴定終點時溶液的顏色變化為：溶液由藍色變為無色；

(2)滴定過程中發生的反應為：ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，反應的定量關系為NaClO2～2I2～4Na2S2O3，則n（NaClO2）=mol，樣品中NaClO2的質量分數=×100%=；

(3)每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，則所需Cl2的物質的量是ClO2的：=2.5倍。