Question

二氧化氯(ClO₂)是一种黄绿色气体，易溶于水，在混合气体中的体积分数大于10％就可能发生爆炸，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。回答下列问题：

(1)在处理废水时，ClO₂可将废水中的CN^－氧化成CO₂和N₂，写出该反应的离子方程式：________________________。

(2)某小组按照文献中制备ClO₂的方法设计了如图所示的实验装置用于制备ClO₂。

①通入氮气的主要作用有2个，一是可以起到搅拌作用，二是____________________。

②装置B的作用是__________________。

③装置A用于生成ClO₂气体，该反应的化学方程式为__________________。

④当看到装置C中导管液面上升时应进行的操作是______________________。

(3)测定装置C中ClO₂溶液的浓度：取10mLC中溶液于锥形瓶中，加入足量的KI溶液和H₂SO₄酸化，然后加入_______________________作指示剂，用0.1000mol·L^－1的Na₂S₂O₃标准液滴定锥形瓶中的溶液(I₂+2S₂O₃^2- = 2I^- +S₄O₆^2-)，当看到____________________________现象时，测得标准液消耗的体积为20.00mL，通过计算可知C中ClO₂溶液的浓度为________mol·L^－1。

Answer

2ClO2＋2CN－＝2CO2＋N2＋2Cl－ 稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸 防止倒吸(或作安全瓶) 2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O 加大氮气的通入量 淀粉溶液 溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色 0.04

【解析】

（1）依据电子转移数守恒配平该氧化还原反应方程式；

（2）①结合ClO2的特点，从安全隐患角度分析考虑；

②根据仪器的连接特点作答；

③NaClO3与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应用于制备ClO2；

④装置C中导管液面上升时，说明ClO2在水中过饱和，析出晶体；

（3）碘单质与淀粉溶液变蓝；再根据标准溶液滴定待测液的基本实验操作分析作答；最后依据电子转移数守恒及各物质之间的关系式列式计算。

（1）ClO2可将废水中的CN－氧化成CO2和N2，本身氯元素化合价降低到稳定的-1价，其离子方程式为：2ClO2＋2CN－＝2CO2＋N2＋2Cl－，

故答案为：2ClO2＋2CN－＝2CO2＋N2＋2Cl－；

（2）①氮气可稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸，

故答案为：可稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸；

②ClO2易溶于水，则装置B作为安全瓶，可防倒吸，

故答案为：防止倒吸(或作安全瓶)；

③装置A内发生氧化还原反应，NaClO3作氧化剂，H2O2做还原剂，反应有氧气生成，结合原子守恒规律可知，产物中还有水，其化学方程式为：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O，

故答案为：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O；

④装置C中导管液面上升时，说明ClO2浓度过大，为防止爆炸，需加大氮气的通入量，

故答案为：加大氮气的通入量；

（3）KI可在酸性条件下被ClO2氧化为I2，因I2与淀粉溶液会变蓝，所以可用淀粉溶液作为反应的指示剂，用Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的I2溶液，当滴定最后一滴标准Na2S2O3时，锥形瓶内的溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色，说明已达到终点，依据电子转移数守恒规律列出关系式2ClO2 5I2 10S2O32-，则n(ClO2) = n(S2O32-) = ×0.1000mol·L－1×20.00×10-3 L = 4×10-4 mol，因此锥形瓶内ClO2的浓度为c(ClO2) = = 0.04 mol/L，

故答案为：淀粉溶液；溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色；0.04。