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）根据文献资料，用NaClO₃和双氧水在酸性条件下可制得ClO₂。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，其中H₂O₂的作用是____________。

（2）测定装置C中ClO₂溶液的浓度：取10.00mLC中溶液于锥形瓶中，加入足量H₂SO₄酸化的KI溶液（ClO₂还原为Cl^-），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+2＝2I^－+），消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是____________，C中ClO₂溶液的浓度是____________mol·L^－1。

（3）ClO₂可将废水中的CN^－氧化成CO₂和N₂，其离子方程式为____________。

Answer

稀释二氧化氯，防止二氧化氯的浓度过高而发生爆炸 防止倒吸（或作安全瓶） 作还原剂（或还原作用） 淀粉溶液 当滴入最后一滴标准溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色 0.04000mol/L 2ClO2+2CN－＝2CO2+N2+2Cl－

【解析】

用NaClO3和双氧水在酸性条件下可制得ClO2，装置A为发生装置，产生ClO2，装置B是安全瓶作用，装置C收集ClO2，装置D尾气吸收，避免污染环境，据此解答。

(1)①氮气可以搅拌混合液，使其充分反应，还可以稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸，故答案为：稀释二氧化氯，防止二氧化氯的浓度过高而发生爆炸；

②已知二氧化氯易溶于水，则装置B防止倒吸（或作安全瓶），故答案为：防止倒吸（或作安全瓶）；

③装置A用于生成ClO2气体，H2O2中氧元素由-1价变成0价，作还原剂（或还原作用），故答案为：作还原剂（或还原作用）；

(2)根据滴定原理，KI在酸性条件下被ClO2氧化为I2，反应为：2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O，故选用淀粉溶液做指示剂，用Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的I2，当滴入最后一滴标准液时，锥形瓶内溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色，说明达到滴定终点，根据2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O和I2 + 2S2O32－＝2I－+ S4O62－可知：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，则n(ClO2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol/L×0.02L=0.0004mol，C中ClO2溶液的浓度是c(ClO2)==0.04000mol/L，故答案为：淀粉溶液；当滴入最后一滴标准溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色；0.04000mol/L。

(3)ClO2可将废水中的CN-氧化成CO2和N2，ClO2自身被还原为Cl-，则ClO2中氯元素由+4价变成Cl-，CN-中碳元素由+2价变+4价，氮元素由-3价变0价，由电子得失守恒和质量守恒可写出离子反应式为：2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-，故答案为：2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-。