Question

ClO₂气体是一种常用的消毒剂，近几年我国用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒。

（1）消毒水时，ClO₂还可将水中的Fe^2＋、Mn^2＋等转化成Fe(OH)₃和MnO₂等难溶物除去，由此说明ClO₂具有___________性。

（2）工业上可以通过下列方法制取ClO₂，请完成该化学反应方程式：2KClO₃＋SO₂ ==== 2ClO₂＋____________。

（3）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8 mg·L^－1之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：

Ⅰ.取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。

Ⅱ.加入一定量的Na₂S₂O₃溶液。(已知：2S₂O＋I₂===S₄O＋2I^－)

Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1～3。

操作时，不同pH环境中粒子种类如图所示：

请回答：

①操作Ⅰ中反应的离子方程式是__________________。

②确定操作Ⅱ完全反应的现象是___________________。

③在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是_______________________。

④若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10^－3 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液10 mL，则水样中ClO₂的浓度是__________mg·L^－1。

Answer

（1）氧化；（2）K2SO4；（3）① 2ClO2＋2I－===2ClO2-＋I2； ②蓝色消失，半分钟内不变色；③ClO＋4I－＋4H＋===Cl－＋2I2＋2H2O；④0.675。

【解析】

试题分析：（1）Fe2＋、Mn2＋化合价都升高，说明ClO2作氧化剂；（2）ClO3－中Cl的化合价由＋5价→＋4价，化合价降低，则SO2中S的化合价应升高，即转化成＋6价，根据原子守恒，则应为K2SO4；（3）①因为淀粉变蓝，说明有I2生成，根据不同pH的环境中粒子种类图，中性溶液Cl以ClO2－存在，ClO2＋I－→I2＋ClO2－，根据化合价升降法配平，即2ClO2＋2I－=2ClO2－＋I2；②操作II是滴定实验，滴定到终点的现象是蓝色消失，且半分钟不变色；③III中pH调节至1～3时，Cl以Cl－形式存在，溶液又变蓝，说明生成I2，ClO2－作氧化剂，因此有ClO2－＋I－→Cl－＋I2，根据化合价升降法配平，ClO2－＋4I－→Cl－＋2I2，因为溶液显酸性，H＋作反应物参加反应，因此有ClO2－＋4I－＋4H＋=Cl－＋2I2＋2H2O；④根据离子反应方程式为：2ClO2～I2～2S2O32－，因此有n（ClO2）=n（S2O32－）=10×10－3×1.0×10－3×67.5mol，即浓度为10×10－3×1.0×10－3×67.5×103/1mg·L－1=0.675 mg·L－1。

考点：考查氧化还原反应、化学计算、滴定实验等知识。