Question

二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：

（1）工业上可用KClO₃与Na₂SO₃在H₂SO₄存在下制得ClO₂，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。

（2）用如图装置可以测定混合气中ClO₂的含量：

Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；

Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；

Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；

Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；

Ⅴ.用0.1000mol·L^－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I₂＋2S₂O₃^2-=2I^－＋S₄O₆^2-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：

①锥形瓶内ClO₂与碘化钾反应的离子方程式为__________，反应中ClO₂为_______剂（氧化或还原）。

②玻璃液封装置的作用是__________。

③Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是___________。

④测得混合气中ClO₂的质量为________g。

（3）用ClO₂处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是________（填标号）。

a明矾b碘化钾c盐酸d硫酸亚铁

Answer

2∶1 2ClO2＋10I－＋8H＋=5I2＋4H2O＋2Cl－ 氧化 吸收残余的二氧化氯气体（避免碘的逸出） 淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 0.02700 d

【解析】

(1)KClO3中Cl化合价降低变为ClO2，降低1个价态，Na2SO3化合价升高变为SO42−，升高2个价态，根据得失电子守恒得出答案；

(2)①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应生成单质碘和氯离子；②二氧化氯气体会向上逸出；③Ⅴ中根据I2＋2S2O32−=2I－＋S4O62−，得出加入指示剂；④根据ClO2～5S2O32−关系式，得到n(ClO2)和m(ClO2)；

(3)a.明矾、c.盐酸均不能还原亚氯酸盐；b.KI具有还原性，但氧化产物不适用饮用水使用；d.硫酸亚铁中亚铁离子将亚氯酸根还原为氯离子，亚铁被氧化为铁离子，且铁离子水解生成胶体可净化饮用水，因此最适宜。

(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，KClO3中Cl化合价降低变为ClO2，作氧化剂，降低1价，Na2SO3化合价升高变为SO42−，作还原剂，升高2价，根据得失电子守恒，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1；

(2)①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应生成单质碘和氯离子，其离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋=5I2＋4H2O＋2Cl－，ClO2化合价降低，因此反应中ClO2为氧化剂；

②ClO2气体会向上逸出，因此玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体（避免碘的逸出）；

③Ⅴ中根据I2＋2S2O32−=2I－＋S4O62−，因此加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变；故答案为：淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变；

④根据ClO2～5S2O32−关系式，得到n(ClO2)=n(S2O32−)=×0.1000mol∙L−1×0.02L=4×10−4mol，m(ClO2)=nM=4×10−4mol×67.5g∙mol−1=0.027g；

(3)a.明矾、c.盐酸均不能还原亚氯酸盐，故ac不符合题意；b.KI具有还原性，但氧化产物不适用饮用水使用，故c不符合题意；d.硫酸亚铁中亚铁离子将亚氯酸根还原为氯离子，亚铁被氧化为铁离子，且铁离子水解生成胶体可净化饮用水，因此最适宜，d符合题意。答案选d。