Question

亚氯酸钠（NaClO₂）和ClO₂都是重要的漂白剂。通常情况下，ClO₂是一种具有强氧化性的黄色气体，常用于水的净化和纸浆、纺织品的漂白。ClO₂易发生爆炸，在生产、使用时可用其它气体进行稀释。ClO₂易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。

（1）草酸（H₂C₂O₄）是一种弱酸，利用硫酸酸化的草酸还原氯酸钠，可较安全地生成ClO₂，反应的离子方程式为___________。

（2）自来水用ClO₂处理后，有少量ClO₂残留在水中，可用碘量法作如下检测（已知ClO₂存在于pH为4~6的溶液中，ClO₂^－存在于中性溶液中）：

①取0.50L水样，加入一定量的碘化钾，用氢氧化钠溶液调至中性，再加入淀粉溶液，溶液变蓝。写出ClO₂与碘化钾反应的化学方程式_____________。

②已知：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，向①所得溶液中滴加5.00×10^－4mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液至恰好反应，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00ml，判断达到滴定终点的方法是_________。该水样中ClO₂的浓度是___mg/L。

（3）某学习小组设计如下装置进行制取亚氯酸钠（NaClO₂）。

①装置A中产生的ClO₂气体，在装置C中反应生成NaClO₂，写出生成NaClO₂的化学方程式为_______。将NaClO₂溶液在一定条件下处理即可得到NaClO₂晶体。

②装置B的作用是____________。

③某同学认为上述装置并不完整，请画出需补充的装置图____________。

Answer

H2C2O4+2ClO3－+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O2ClO2+2KI=2KClO2+I2当滴加最后一滴Na2S2O3溶液时，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复颜色1.352NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2防止C中试管溶液倒吸到A中在C装置后画（或其他合理装置）

【解析】本题考查物质的制备、对信息的利用、对装置的理解、氧化还原反应滴定等，理解原理是解题的关键，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，难度较大，注意氧化还原反应滴定中利用关系式进行的计算。

（1）在酸性溶液中,用草酸（H2C2O4）还原氯酸钠,化学反应方程式为：H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4 Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O，此法的最大特点是由于反应过程中生成的二氧化碳的稀释作用，大大提高了生产及储存、运输的安全性。改成离子方程式为：H2C2O4+2ClO3－+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O；（2）①用氢氧化钠溶液调至中性，此条件下粒子种类为 ClO2－，ClO2－ 将加入的碘化钾氧化为I2，生成的 I2 遇淀粉变蓝，ClO2与碘化钾反应的化学方程式2ClO2+2KI=2KClO2+I2 ；②加入一定量 Na2S2O3 溶液,则由于发生如下反应，使 I2 还原为 I－，故蓝色会消失，达到滴定终点的方法是：当滴加最后一滴Na2S2O3溶液时，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复颜色。

由关系式：

S2O32－ I－ ClO2

1 1 1

m(ClO2) = c(S2O32－)·V(S2O32－) / M(ClO2)

= 5.0×10-4 mol·L-1×0.02L × 67.5×10-3mg·mol－1 = 0.675 mg

由于水样为 1L,所以 ClO2 的浓度为：0.675×2 mg·L-1=1.35 mg·L-1

（3）装置A中产生ClO2方程式为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置B安全瓶；装置C中生成NaClO2；A前和C后缺少尾气处理装置。①装置C反应后的溶液获得NaClO2晶体，故装置C中生成NaClO2，Cl元素的化合价降低，双氧水应表现还原性，有氧气生成，结合原子守恒可知，还有水生成，配平后方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；②装置B的作用是安全瓶，能防止倒吸，防止C中试管溶液倒吸到A中；③该装置产生有毒气体，故要安装尾气处理装置，在C装置后画（或其他合理装置）。