Question

【题目】ClO2气体是一种优良的消毒剂，常用于自来水的消毒。已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO23H2O，高于38℃时析出NaClO2。

（1）工业上常将ClO2制备成NaClO2固体以便运输和贮存，流程如下：

①吸收器中，H2O2的作用是____。（填“氧化剂”或“还原剂”）。

②在吸收器反应时应控制温度低于5℃的原因是：____。

③操作a：55℃蒸发至有大量晶体析出、____、用介于38℃~60℃的温水洗涤、低于60℃干燥，得到NaClO2固体。

（2）将ClO2溶于水得到溶液，为测定其浓度，进行以下实验操作：

步骤1：取待测ClO2溶液20.00mL于锥形瓶中；

步骤2：用稀H2SO4调节溶液pH <2.0，加入足量的KI晶体充分反应；

步骤3：加入几滴淀粉溶液，逐滴加入0.1 mol· L-1的Na2S2O3溶液，恰好完全反应时，消耗Na2S2O3溶液20.00mL；

已知：2ClO2+10KI+4H2SO4＝2KCl+5I2+4K2SO4+4H2O，I2+2Na2S2O3＝Na2S4O6+2NaI，试计算溶液中ClO2的物质的量浓度（写出计算过程）。____

Answer 1

【答案】还原剂 防止温度过高H2O2分解，或ClO2气体溶解度随温度升高而降低（答出一点即可） 趁热过滤 0.02mol· L-1

【解析】

（1）ClO2与氢氧化钠溶液和过氧化氢发生氧化还原反应生成NaClO2，55℃蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤（因为低于38℃时析出NaClO23H2O），用介于38℃~60℃的温水洗涤、低于60℃干燥，得到NaClO2固体。

（2）利用氧化还原反应得失电子数相等列关系式解题。

（1）吸收器中反应2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O，ClO2中氯元素化合价降低，得电子为氧化剂，H2O2中氧元素化合价升高，失电子为还原剂；吸收器中温度不可太高，因为温度过高H2O2分解， ClO2气体溶解度随温度升高而降低；NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO23H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶体，需在38-60℃得到晶体，故操作为趁热过滤，用38-60℃的温水洗涤，低于60℃干燥，得到NaClO2固体。

正确答案：还原剂；防止温度过高H2O2分解，或ClO2气体溶解度随温度升高而降低（答出一点即可）；趁热过滤。

（2）根据2ClO2+10KI+4H2SO4＝2KCl+5I2+4K2SO4+4H2O，I2+2Na2S2O3＝Na2S4O6+2NaI

可知ClO2～5Na2S2O3，列等式5c(ClO2)×V（ClO2）= C（Na2S2O3）×V（Na2S2O3），

5×c(ClO2)×20.00×10-3=0.1×20.00×10-3，得c(ClO2)=0.02mol· L-1.

正确答案：0.02mol·L-1。