Question

【題目】二氧化氯（ClO2）是一種黃綠色氣體，極易溶于水，在混合氣體中的體積分數大于10％就可能發生爆炸，在工業上常用作水處理劑、漂白劑。回答下列問題：

（1）在處理廢水時，ClO2可將廢水中的CN-氧化成CO2和N2，該反應的離子方程式為_________。

（2）某小組通過NaClO3法制備ClO2，其實驗裝置如下圖。

①通入氮氣的主要作用有兩個，一是可以起到攪拌作用，二是______________；

②裝置B的作用是______________；

③裝置A用于生成ClO2氣體，該反應的化學方程式為______________；

④當看到裝置C中導管液面上升時應進行的操作是______________。

（3）測定裝置C中ClO2溶液的濃度：用______________（填儀器名稱）取10.00 mLC中溶液于錐形瓶中，加入足量的KI溶液和H2SO4酸化，用0.1000 mol·L-1的Na2S2O3標準液滴定至溶液呈淡黃色，發生反應：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，再加入__________作指示劑，繼續滴定，當溶液_______，即為終點。平行滴定3次，標準液的平均用量為20.00 mL，則C中ClO2溶液的濃度為________mol·L-1。

Answer 1

【答案】2ClO2＋2CN-＝2CO2＋N2＋2Cl- 稀釋二氧化氯，防止因二氧化氯的濃度過高而發生爆炸 防止倒吸（或作安全瓶） 2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O 加大氮氣的通入量 酸式滴定管（或移液管） 淀粉溶液 溶液藍色退去 0.04000

【解析】

(3) ClO2有強氧化性，容易氧化乳膠，量取ClO2溶液時，不可用堿式滴定管，可用酸式滴定管或移液管。標定ClO2濃度的思路為：ClO2將I-氧化成I2，再用Na2S2O3標準液滴定生成的I2，根據電子得失守恒、原子守恒有：2ClO2～2Cl-～10e-～10I-～5I2～10Na2S2O3，據此計算解答。

(1) ClO2將CN-氧化成CO2和N2，自身被還原為Cl-，結合電子得失守恒、原子守恒、電荷守恒可得離子方程式為：2ClO2＋2CN-＝2CO2＋N2＋2Cl-，故答案為：2ClO2＋2CN-＝2CO2＋N2＋2Cl-；

(2)①二氧化氯體積分數大于10%即可能發生爆炸，通入氮氣除起到攪拌作用外，還可以稀釋二氧化氯，防止因二氧化氯的濃度過高而發生爆炸，故答案為：稀釋二氧化氯，防止因二氧化氯的濃度過高而發生爆炸；

②ClO2極易溶于水，如果沒有B，極易引起倒吸，所以B的作用是：防止倒吸（或作安全瓶），故答案為：防止倒吸（或作安全瓶）；

③NaClO3作氧化劑、H2O2作還原劑，結合原子守恒、得失電子守恒可得方程式為：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O，故答案為：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O；

④當看到裝置C中導管液面上升，說明ClO2的含量偏高了，要加大氮氣的通入量，以免爆炸，故答案為：加大氮氣的通入量；

(3)ClO2有強氧化性，量取ClO2溶液時，可用酸式滴定管或移液管，ClO2將KI氧化成I2，再用Na2S2O3標準液滴定生成的I2，反應涉及碘單質，可用淀粉溶液做指示劑，I2遇淀粉溶液呈藍色，當I2反應完時，溶液藍色褪去。根據電子得失守恒、原子守恒有：2ClO2～2Cl-～10e-～10I-～5I2～10Na2S2O3，消耗0.1000 mol·L-1的Na2S2O3標準液20.00mL，即消耗Na2S2O3物質的量=0.1000 mol·L-1×20.00mL×10-3=2×10-3mol，由2ClO2～2Cl-～10e-～10I-～5I2～10Na2S2O3可知，n(ClO2)===4×10-4mol，c(ClO2)== 0.04000mol/L，故答案為：酸式滴定管（或移液管）；淀粉溶液；溶液藍色退去；0.04000。