Question

【題目】ClO2氣體是一種高效、廣譜、安全的殺菌消毒劑，可用NaClO3和草酸（H2C2O4）反應制得。無水草酸100℃可以升華。某學習小組用下圖裝置模擬工業制取收集ClO2 。

（1）實驗時裝置A需在60℃~100℃進行的原因是_________，控制所需溫度的方法是___________。

（2）電動攪拌棒的作用是_________。裝置A中反應產物有Na2CO3、ClO2和CO2等，該反應的化學方程式為___________________。

（3）在裝置C中ClO2和NaOH反應生成等物質的量的兩種鹽，其中一種鹽為NaClO2 ，寫出反應的離子方程式_________________。

（4）用ClO2處理過的飲用水（pH為5.5~6.5）往往殘留少量ClO2和一定量對人體不利的亞氯酸根離子（ClO2－）。

① ClO2被I－還原為ClO2－、Cl－的轉化率與溶液pH的關系如右圖

所示

② 當pH≤2.0時，ClO2－也能被I－還原成Cl－

③ 2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI

根據上述信息，請補充完整測定飲用水中ClO2－含量的實驗方案：

取一定體積的飲用水，加入NaOH溶液調節pH為7.0~8.0； ；再重復上述操作1~2次，計算得出結果。

（實驗中需使用的試劑：淀粉溶液、標準Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸）

Answer 1

【答案】（1）溫度過低，化學反應速率較慢，溫度過高草酸升華或分解；水浴加熱 ；

（2）將反應物充分混合（或充分反應、或使反應物受熱均勻），2NaClO3 + H2C2O4 Na2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（3） 2ClO2 + 2OH－＝ClO3－+ ClO2－+ H2O；

（4）加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用標準Na2S2O3溶液滴定至終點（或藍色褪去），記錄消耗標準Na2S2O3溶液的體積；加入稀硫酸調節溶液的pH≤2.0；繼續用標準Na2S2O3溶液滴定至終點，記錄消耗標準Na2S2O3溶液的體積。

【解析】

試題分析：（1）溫度小于60℃，化學反應速率降低，大于100℃時，根據信息，無水草酸升華，因此控制溫度在60℃～100℃，控制所需溫度的方法是水浴加熱；

（2）攪拌棒的作用：是混合物混合均勻，加速反應，根據題目，反應物是NaClO3和草酸，生成物是Na2CO3、ClO2、CO2，因此反應方程式為2NaClO3 + H2C2O4 Na2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（3）根據氧化還原反應的規律，有化合價的升高，也有化合價的降低，因為生成兩種鹽，因此離子反應方程式為：2ClO2 + 2OH－＝ClO3－+ ClO2－+ H2O；

（4）加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用標準Na2S2O3溶液滴定至終點（或藍色褪去），記錄消耗標準Na2S2O3溶液的體積；加入稀硫酸調節溶液的pH≤2.0；繼續用標準Na2S2O3溶液滴定至終點，記錄消耗標準Na2S2O3溶液的體積。