Question

ClO₂作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl₂成为自来水的消毒剂。已知ClO₂是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，11℃时液化成红棕色液体。

（1）某研究小组用下图装置制备少量ClO₂（夹持装置已略去）。

①冰水浴的作用是____________。

②NaOH溶液的主要作用为吸收反应产生的Cl₂，其吸收液可用于制取漂白液，该吸收反应的氧化剂与还原剂之比为___________________。

③以NaClO₃和HCl为原料制备ClO₂的化学方程式为_________________________。

（2）将ClO₂水溶液滴加到KI溶液中，溶液变棕黄；再向其中加入适量CCl₄，振荡、静置，观察到________，证明ClO₂具有氧化性。

（3）ClO₂在杀菌消毒过程中会产生Cl^-,其含量一般控制在0.3-0.5 mg·L⁻¹，某研究小组用下列实验方案测定长期不放水的自来水管中Cl^-的含量：量取10.00 mL的自来水于锥形瓶中，以K₂CrO₄为指示剂，用0.0001mol·L^－1的AgNO₃标准溶液滴定至终点。重复上述操作三次，测得数据如下表所示：

实验序号	1	2	3	4
消耗AgNO3溶液的体积/mL	10.24	10.02	9.98	10.00

①在滴定管中装入AgNO₃标准溶液的前一步，应进行的操作_____________。

②测得自来水中Cl^-的含量为______ mg·L⁻¹。

③若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

Answer

收集ClO2（或使ClO2冷凝为液体） 1：1 2NaClO3 + 4HCl= 2ClO2↑+ Cl2↑+2NaCl+2H2O 溶液分层，下层为紫红色 用AgNO3标准溶液进行润洗 3.55 偏低

【解析】

(1)①冰水浴可降低温度，防止挥发；

②氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠；

③以NaClO3和HCl为原料制备ClO2，同时有Cl2和NaCl生成，结合电子守恒和原子守恒写出发生反应的化学方程式；

(2)反应生成碘，碘易溶于四氯化碳，下层为紫色；

(3)根据滴定操作中消耗的AgNO3的物质的量计算溶液中含有的Cl-的物质的量，再计算浓度即可。

(1)①冰水浴可降低温度，防止挥发，可用于冷凝、收集ClO2；

②氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠，反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，此反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，还原产物NaCl和氧化产物NaClO的物质的量之比为1:1，则该吸收反应的氧化剂与还原剂之比为1:1；

③以NaClO3和HCl为原料制备ClO2，同时有Cl2和NaCl生成，则发生反应的化学方程式为2NaClO3 + 4HCl= 2ClO2↑+ Cl2↑+2NaCl+2H2O；

(2)将ClO2水溶液滴加到KI溶液中，溶液变棕黄，说明生成碘，碘易溶于四氯化碳，即当观察到溶液分层，下层为紫红色时，说明有I2生成，体现ClO2具有氧化性；

(3)①装入AgNO3标准溶液，应避免浓度降低，应用AgNO3标准溶液进行润洗后再装入AgNO3标准溶液；

②滴定操作中第1次消耗AgNO3溶液的体积明显偏大，可舍去，取剩余3次数据计算平均体积为mL=10.00mL，含有AgNO3的物质的量为0.0001mol·L－1×0.01L=1×10-6mol，测得自来水中Cl-的含量为=3.55g·L−1；

③在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，导致消耗标准液的体积读数偏小，则测定结果偏低。