Question

世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO₂的流程如下：

已知：①NCl₃是黄色黏稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性气味，自然爆炸点为95℃，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定。②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

回答下列问题：

（1）电解时，发生反应的化学方程式为                 。

实验室制备气体B的化学方程式为

为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：①控制好生成NCl₃的浓度；②                  。

（2）NCl₃与NaClO₂（亚氯酸钠）按物质的量之比为1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO₂，该反应的离子方程式为                       。

（3）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：

步骤1：准确量取ClO₂溶液10 mL，稀释成100 mL试样；

步骤2：量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30 min。

步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－）

①上述步骤3中滴定终点的现象是                 ；

②根据上述步骤可计算出原ClO₂溶液的浓度为        g /L（用含字母的代数式表示）。

Answer

（1）NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3，2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O(3分)

控制好反应温度

（2）NCl3+6ClO2—+3H2O6ClO2↑+NH3↑+3Cl－+3OH－

（3）①最后一滴滴入后，溶液从蓝色变成无色，且30s内不变色②135cV2/V1

【解析】

试题分析：（1）根据题给流程和信息知电解时，发生反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。实验室制备气体NH3的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：①控制好生成NCl3的浓度；②控制好反应温度。

（2）NCl3与NaClO2（亚氯酸钠）按物质的量之比为1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2、NH3，利用化合价升价法配平，该反应的离子方程式为NCl3+6ClO2—+3H2O6ClO2↑+NH3↑+3Cl－+3OH－。

（3）①滴定终点时，I2完全反应，溶液由蓝色变为无色，故答案为最后一滴滴入后，溶液从蓝色变成无色，且30s内不变色。②二氧化硫和碘单质的反应中，根据电子守恒，得到：2ClO2～5I2，结合反应2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，得到关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，设原ClO2溶液的浓度为x，

2ClO2～5I2～10Na2S2O3

2mol 10mol

（10×10-2xV1×10-3） 1×10-3cV2mol

x=2cV2/V1mol/L=135cV2/V1.

考点：考查化学工艺流程分析，涉及化学方程式、离子方程式的书写，与化学实验相关的计算。