Question

（15分）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。与Cl₂相比，ClO₂不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。用ClO₂处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ClO₂^—）。2001年我国卫生部规定，饮用水中ClO₂^—的含量应不超过0.2mg·L^-1。

饮用水中CIO₂、CIO₂^—的含量可用连续碘量法进行测定。CIO₂被I^—还原为CIO₂^—、Cl^—的转化率与溶液pH的关系如下图所示。当pH≤2.0时，CIO₂^—也能被I^—完全还原成Cl^—。反应生成的I₂用标准Na₂S₂O₃溶液滴定：

2Na₂S₂O₃+I₂==Na₂S₄O₆+2NaI

①请写出pH≤2.0时，CIO₂^—与I^—反应的离子方程式　　  　　。

②请完成相应的实验步骤：

步骤1：准确量取V mL水样加入到锥形瓶中。

步骤2：调节水样的pH为7.0～8.0。

步骤3：加入足量的K I晶体。

步骤4：加少量淀粉溶液，用c mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₁mL。

步骤5：　　               　　。

步骤6：再用c mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL。

③根⑤据你现有的知识，写出步骤4滴定至终点的现象判断依据为                       

④根据上述分析数据，测得该饮用水样中CIO₂^—的浓度为　　 　　mol·L^-1（用含字母的代数式表示。）

⑤若饮用水中ClO₂^— 的含量超标，可向其中加入适量的Fe²⁺将ClO₂^— 还原成Cl^—-, 请猜测该反应的氧化产物是           (填化学式)。

Answer

①ClO2-+4I-+4H+＝Cl-+2H2O+2I2。

②调节溶液的pH不大于2.0。

③锥形瓶溶液由蓝色变为无色，且半分钟不复原

④C(V2-4V1)/4V

⑤Fe(OH )3

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，pH≤2.0时，CIO2—也能被I－完全还原成Cl—，那么I－要被氧化为碘单质，溶液是酸性溶液，则可正确写出离子方程式即反应的离子方程式是ClO2-+4I-+4H+＝Cl-+2H2O+2I2。

（2）根据曲线图示在pH≤2.0时， ClO2被I－还原只生成Cl－，pH≥7.0时，ClO2被I－还原只生成ClO2－；而用ClO2处理过的饮用水，其pH为5.5～6.5，所以其中既含有ClO2，又含有ClO2－，若将溶液的pH调节为7.0～8.0，则第一阶段滴定时只是ClO2被I－还原只生成ClO2－，溶液的ClO2－没有被I－还原，所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH≤2.0，使ClO2－与I－反应，以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量。

（3）由于碘遇淀粉显蓝色，所以终点时的现象判断依据为锥形瓶溶液由蓝色变为无色，且半分钟不复原。

（4）由2ClO2+2I－＝2ClO2－+I2和Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI可知

2ClO2－    ～    Na2S2O3

则n(ClO2－)     c×V1/1000 n(ClO2－)＝2 c×V1/1000

由ClO2－＋4H＋＋4I－＝Cl－＋2I2＋2H2O 和Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI可得

ClO2－～   2 Na2S2O3

n(ClO2－)总 c×V2/1000

n(ClO2－)总＝1/2 c×V2/1000

所以原水样中ClO2－浓度＝[ 1/2 c×V2/1000－2 c×V1/1000]/V/1000

＝c(V2－4V1)/4V

（5）根据反应4Fe2＋+ClO2－+2H2O4Fe3＋+Cl－+4OH－，Fe3＋+ OH－Fe(OH)3可知，氧化产物为Fe(OH)3。

考点：考查图像识别、离子方程式的书写、终点现象的判断、化学计算以及氧化产物的判断