Question

二氧化氯是高效、低毒的消毒剂。已知：ClO₂是极易溶于水的气体，实验室制备及性质探究装置如图所示。回答下列问题：

（1）装置B用于制备ClO₂，同时还生成一种酸式盐，该反应的化学方程式为___________。装置C中滴有几滴淀粉溶液，反应时有蓝色岀现。淀粉的作用是______。

（2）装置C的导管靠近而不接触液面，其目的是________。

（3）用ClO₂消毒自来水，其效果是同质量氯气的______倍（保留一位小数）。

（4）装置D用于吸收尾气，若反应的氧化产物是一种单质，且氧化剂与氧化产物的物质的量之比是2∶1，则还原产物的化学式是___________。

（5）若将装置C中的溶液改为Na₂S溶液，通入ClO₂后溶液无明显现象。由此可以产生两种假设：

假设a：ClO₂与Na₂S不反应。

假设b：ClO₂与Na₂S反应。

①你认为哪种假设正确，阐述原因：___________。

②请设计实验证明你的假设（仅用离子方程式表示）：__________。

Answer

SO2＋H2SO4＋2KClO3=2KHSO4＋2ClO2 通过检验I2的存在，证明ClO2有强氧化性 使ClO2尽可能多的与溶液反应，并防止倒吸 2.6 NaClO2 假设b正确， S2－的还原性强于I－，所以ClO2也能氧化S2－或ClO2是强氧化剂，S2－具有强还原性 SO42-＋Ba2＋=BaSO4↓

【解析】

浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫，A制备二氧化硫，B用于制备ClO2，同时还生成一种酸式盐，则B中发生反应SO2+H2SO4+2KClO3═2KHSO4+2ClO2，ClO2是一种黄绿色易溶于水的气体，具有强氧化性，所以C中发生氧化还原反应生成碘，注意防倒吸，装置C中滴有几滴淀粉溶液，碘遇淀粉变蓝色；装置D用于吸收尾气，反应生成NaClO2，双氧水作还原剂生成氧气，从而防止尾气污染环境，据此解答。

(1)装置B用于制备ClO2，同时还生成一种酸式盐，根据元素守恒知，酸式盐为硫酸氢钠，该反应的化学方程式为SO2+H2SO4+2KClO3═2KHSO4+2ClO2；装置C中滴有几滴淀粉溶液，淀粉遇碘变蓝色，根据淀粉是否变色来判断是否有碘生成，从而证明二氧化氯具有氧化性；

(2)ClO2是极易溶于水的气体，所以检验其强氧化性时导管靠近而不接触液面，以防倒吸；

(3)1molCl2即71g消毒时转移2mol电子，71gClO2消毒时转移电子为×(4+1)=5.2mol，其效果是同质量氯气的=2.6倍；

(4)装置D用于吸收尾气,H2O2作还原剂生成O2，H2O2∼O2∼2e−，生成1molO2转移电子2mol，则2molClO2得到2mol电子生成2molNaClO2；

(5)①由于ClO2具有强氧化性，Na2S具有强还原性，二者不可能不反应，所以假设a错误，假设b正确；

②ClO2氧化Na2S后溶液无明显现象，说明ClO2将S2−氧化生成更高价的酸根SO42−，所以可通过检验SO42−的存在以证明ClO2与Na2S发生氧化还原反应，所用试剂为稀盐酸和BaCl2溶液，离子反应为：SO42−+Ba2+═BaSO4↓。