【題目】二氧化氯(ClO2)是極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的黃綠色氣體,沸點(diǎn)為 11℃,可用于處理含硫廢水。某小組在實(shí)驗(yàn)室中探究 ClO2 與 Na2S 的反應(yīng)。回答下列問題:

(1)ClO2 的制備

已知:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2NaHSO4

①裝置 A 中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

②欲收集干燥的 ClO2,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)?a→________________(按氣流方向,用小寫字母表示)

③裝置 D 的作用是__________________。

(2)ClO2 與 Na2S 的反應(yīng)

將上述收集到的 ClO2 用 N2 稀釋以增強(qiáng)其穩(wěn)定性,并將適量的稀釋后的 ClO2 通入上圖所示裝置中充分反應(yīng),得到無色澄清溶液。一段時(shí)間后,通過下列實(shí)驗(yàn)探究 I 中反應(yīng)的產(chǎn)物。

___________。②___________。③___________。

④ClO2 與 Na2S 反應(yīng)的離子方程式為____________。用于處理含硫廢水時(shí),ClO2 相對(duì)于Cl2 的優(yōu)點(diǎn)是____________(任寫一條)。

【答案】 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O g→h(或h→g)→b→c→e→f→d 冷凝并收集ClO2 SO2(答HSO3-、SO32-、SO2和SO32-、SO2和HSO3-、HSO3-和SO32-、及SO2和SO32-、HSO3-均給分) 生成白色沉淀(沒有答“白色”不給分) 加入足量稀硝酸酸化的硝酸銀溶液 8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+ ClO2除硫效果徹底,氧化產(chǎn)物硫酸根穩(wěn)定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不會(huì)產(chǎn)生二次污染。均被還原為Cl-時(shí),二氧化氯得到的電子數(shù)是氯氣的2.5倍。

【解析】(1)裝置A中反應(yīng)Cu與濃硫酸制備二氧化硫,化學(xué)方程式為:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+H2O;故答案為:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+H2O;

二氧化硫從a進(jìn)入裝置B中反應(yīng),為防止倒吸,故應(yīng)在之前有安全瓶,則a→g→h,為反應(yīng)充分,故再連接B裝置中的b,二氧化氯沸點(diǎn)較低,故在D中冰水浴收集,為充分冷卻,便于收集,故連接e,最后用氫氧化鈉吸收未反應(yīng)完的二氧化硫,防止污染空氣,連接順序?yàn)椋篴→g→h→b→c→e→f→d;故答案為:g→h→b→c→e→f→d;

裝置D的作用為冷凝并收集ClO2;故答案為:冷凝并收集ClO2;

(2)將適量的稀釋后的ClO2通入如圖2所示裝置中充分反應(yīng),得到無色澄清溶液。

取少量I中溶液于試管甲中,滴加品紅溶液和鹽酸,品紅始終不褪色,說明溶液中無SO2(或HSO3-或SO32-)生成;故答案為:SO2(或HSO3-或SO32-);

另取少量I中溶液于試管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振蕩,有SO42-生成,硫酸根與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀;故答案為:生成白色沉淀;

結(jié)論為有Cl-生成,有白色沉淀生成,氯化銀為不溶于酸的白色沉淀,檢驗(yàn)氯離子,故操作為:繼續(xù)在試管乙中滴加Ba(OH)2溶液至過量,靜置,取上層清液于試管丙內(nèi)加入足量稀硝酸酸化的硝酸銀溶液;故答案為:加入足量稀硝酸酸化的硝酸銀溶液;

由上述分析可知ClO2Na2S反應(yīng)有氯離子、硫酸根離子的生成,故發(fā)生的離子方程式為:8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+;ClO2除硫效果徹底,氧化產(chǎn)物硫酸根更穩(wěn)定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不會(huì)產(chǎn)生二次污染、均被還原為氯離子時(shí),ClO2得到的電子數(shù)是氯氣的2.5倍;故答案為:8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+;ClO2除硫效果徹底,氧化產(chǎn)物硫酸根更穩(wěn)定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不會(huì)產(chǎn)生二次污染、均被還原為氯離子時(shí),ClO2得到的電子數(shù)是氯氣的2.5倍。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2)火法煉鋅得到的氧化鋅中含有鉛、銅等雜質(zhì),提純步驟如下:

①上圖中的“冷凝物”為________(填化學(xué)式)。

②某溫度時(shí),在反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)爐中,起始時(shí) c(CO)為 0.3 molL1,反應(yīng)過程中 CO2 的體積分?jǐn)?shù) φ(CO2)如圖所示,則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù) K_____

③下列措施有利于提高反應(yīng)Ⅰ中 ZnO 轉(zhuǎn)化率的是________。

a.增大 ZnO 的投料量 b.適當(dāng)加壓 c.將鋅蒸氣及時(shí)分離

④反應(yīng)Ⅱ中,每轉(zhuǎn)移 1mol 電子,反應(yīng)放熱 174 kJ,則 H2_____________。

(3)測(cè)定氧化鋅樣品純度:稱取 0.5000g 樣品,酸溶后定容于 250 mL 容量瓶中,搖勻。量取 25.00 mL 該溶液,用 0.04000 molL1 的 EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)液滴定其中的 Zn2+(反應(yīng)方程式為 Zn2++H2Y2=ZnY2+2H+,雜質(zhì)不反應(yīng)),平行滴定三次,平均消耗 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)液 15.12mL。

①若滴定管未用 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗,測(cè)定結(jié)果將___(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

②樣品純度為:________________(列出計(jì)算式即可)。

(4)彩電熒光屏中的藍(lán)色熒光粉含有 ZnS。將含有 0.05mol ZnS 的熒光粉溶于 500mL鹽酸中,完全溶解后,溶液中 c(S2)≤__________ molL1。(已知:Ksp(ZnS)=2.5×1023,忽略溶液體積的變化)

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