Question

【題目】二氧化氯(ClO2) 作為一種高效強氧化劑，已被聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織(WHO)列為AI級安全消毒劑。某研究小組設計如圖所示裝置制備ClO2和NaClO2。已知: ClO2熔點一59℃、沸點11℃，常溫下ClO2為黃綠色或橘黃色氣體，ClO2濃度過高或受熱易分解，甚至會爆炸。NaClO2 高于60℃時分解生成NaClO3和NaCl。

（1）裝置連接好后，加入藥品前需進行的操作是____________________________________。

（2）使用恒壓分液漏斗的目的是_________________；儀器B 的作用是_________________。

（3）A 中反應為2NaClO3+H2O2+H2SO4=2C1O2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。

C 中反應的化學方程式是_______________， 冷水浴的目的是_________________________。

（4） 實驗中持續(xù)通入空氣能稀釋生成的ClO2并將其排到C處。若空氣的流速太慢可能造成的后果是_______________________________________。

（5）已知: ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉(zhuǎn)化率與溶液pH 的關系如圖所示。當pH≤2.0 時，ClO2-也能被I- 完全還原為Cl-。反應生成的I2與Na2S2O3 反應的方程式: 2Na2S2O3+ I2= Na2S4O6 + 2NaI。

用ClO2消毒的飲用水中含有ClO2、ClO2-。測定飲用水中ClO2、ClO2-的含量，分兩步進行:

①用紫外分光光度法測得水樣中ClO2的含量為amol/L。

②用滴定法測量ClO2-的含量。請完成相應的實驗步驟:

步驟1: 準確量取VmL 上述水樣加入錐形瓶中。

步驟2: 調(diào)節(jié)水樣的pH________。

步驟3: 加入足量的KI 晶體，充分反應。

步驟4: 加入少量淀粉溶液，用cmol/L Na2S2O3 溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3 溶液V1mL。

根據(jù)上述分析數(shù)據(jù)，測得該飲用水中ClO2-的濃度為____mol/L( 用含字母的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】 檢查該裝置氣密性 平衡壓強，有利H2O2的加入 防止倒吸(或安全瓶) 2C1O2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 減少(或防止)H2O2、ClO2、NaClO2的分解 ClO2的濃度高易分解 <2.0 (cV1-5aV)/4V

【解析】（1）有氣體生成或參與的實驗，裝置連接好后，加入藥品前需進行的操作是檢查該裝置氣密性；（2）使用恒壓分液漏斗的目的是平衡壓強，有利H2O2的加入；儀器B的作用是防止倒吸或起安全瓶作用；（3）A中反應為2NaClO3+H2O2+H2SO4=2C1O2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O，C中C1O2與雙氧水在堿性條件下反應生成NaClO2和氧氣，反應的化學方程式是2C1O2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，冷水浴的目的是減少(或防止)H2O2、ClO2、NaClO2的分解；（4）實驗中持續(xù)通入空氣能稀釋生成的ClO2并將其排到C處。若空氣的流速太慢可能造成的后果是ClO2的濃度高易分解；（5）根據(jù)圖中信息可知，調(diào)節(jié)水樣的pH <2.0時以ClO2-為主，才能準確測定ClO2-的含量；根據(jù)反應2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI、ClO2-+4I-=2I2+Cl-、2ClO2+10I-=5I2+2Cl-可得關系ClO2-~~~2I2~~~~4Na2S2O3，該飲用水中ClO2-的濃度為。