Question

ClO₂是一种黄绿色或橙黄色的气体，极易溶于水，可用于水的消毒杀菌、水体中Mn²⁺等重金属除及烟气的脱硫脱硝。回答下列问题：

（1）将过硫酸纳(Na₂S₂O₈)溶液加入亚氯酸钠(NaClO₂)中可制备ClO₂，NaClO₂中Cl元素的化合价

是_________，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____________。

（2）将ClO₂通入MnSO₄溶液，溶液中可检测到Cl^-同时有黑色MnO₂沉淀生成。

①ClO₂和MnO₂均属于氧化物，理由是___________________。

②该反应的离子方程式为_____________________。   

（3）为研究ClO₂脱硝的适宜条件，在1L200 mg • L^-1 ClO₂溶液中加NaOH溶液调节pH，通入NO气体并测定NO的去除率，其关系如下图所示：

①实验中使用的C1O₂溶液的物质的量浓度为____________(保留三位有效数字）；要使NO的去除率更高，应控制的条件是__________________________。

②当溶液pH>7时，NO的去除率增大的原因是ClO₂与NaOH溶液反应可生成更强的吸收剂NaC1O₂，写出碱性条件下NaClO₂脱除NO反应的离子方程式：___________________。

Answer

+3 1：2 均含两种元素，且其中一种为氧元素 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl- 2. 96×10-3 mol• L-1 控制溶液呈强酸性或强碱性 4NO+3ClO2-+4OH-=4NO2-+3Cl-+2H2O

【解析】

(1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2，NaClO2中Cl元素的化合价为+3价，该反应中过硫酸钠(Na2S2O8)中S元素的化合价由+7价降低为+6价，过硫酸钠为氧化剂，亚氯酸钠(NaClO2)中Cl的化合价由+3价升高为+4价，亚氯酸钠为还原剂，根据得失电子守恒，过硫酸钠为氧化剂，亚氯酸钠的物质的量之比为1:2，故答案为+3；1：2；

(2)①ClO2和MnO2均含两种元素，且其中一种为氧元素，属于氧化物，故答案为均含两种元素，且其中一种为氧元素；

②将ClO2通入MnSO4溶液中可检测到Cl-同时有黑色MnO2沉淀生成，反应的离子方程式为2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-，故答案为2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-；

(3)①200 mg C1O2的物质的量为=0.00296mol，因此C1O2溶液的物质的量浓度为2. 96×10-3 mol• L-1，根据图像，要使NO的去除率更高，应该控制溶液呈强酸性或强碱性，故答案为2. 96×10-3 mol• L-1；控制溶液呈强酸性或强碱性；

②当溶液pH>7时，NO的去除率增大的原因是ClO2与NaOH溶液反应可生成更强的吸收剂NaC1O2，在碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式为4NO+3ClO2-+4OH-=4NO2-+3Cl-+2H2O，故答案为4NO+3ClO2-+4OH-=4NO2-+3Cl-+2H2O。