Question

【题目】二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体，常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法，其中一种是用NaClO3与CH3OH在催化剂、60℃时，发生反应得到ClO2，下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。

已知：

①ClO2的浓度较大时易分解，实验室用稳定剂吸收ClO2，生成NaClO2，使用时加酸只释放出ClO2种气体；

②ClO2与KI反应的离子方程式为：2ClO2＋10I＋8H+2Cl＋5I2＋4H2O。

③

请回答：

(1) 仪器b在装置中的作用是________；比较仪器c和d，实验中c的优点是________。

(2) 制备装置甲中需改进的一项措施是________。

(3) 反应中甲醇被氧化为甲酸，写出制备ClO2的化学方程式：________；该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂，例如草酸，相比甲醇法，草酸法的优点是________。

(4) 下列有关说法正确的是________。

A．仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应，并吸收多余的ClO2

B．装置e主要用于检验是否有Cl2生成

C．在ClO2释放实验中，发生的离子反应方程式是：4H+＋5ClO=Cl＋4ClO2↑＋2H2O

D．ClO2和Cl2都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时，Cl2的氧化能力是ClO2的2.5倍

(5) 自来水厂用碘量法检测水中ClO2的浓度，其实验操作如下：取100.0 mL的水样，加入足量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液。再用0.1000 mol·L1 Na2S2O3标准溶液滴定碘单质(I2＋2S2O=2I＋S4O62—)，达到滴定终点时用去15.00 mL Na2S2O3标准溶液，测得该水样中ClO2的含量为________mg·L1。

Answer 1

【答案】冷凝回流甲醇兼导气 有利于液体顺利流下，防止甲醇挥发 水浴加热 4NaClO3＋CH3OH＋2H2SO42Na2SO4＋4ClO2↑＋HCOOH＋3H2O或者4NaClO3＋CH3OH＋4H2SO44ClO2↑＋HCOOH＋4NaHSO4＋3H2O 产生的CO2可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解 AC 202.5

【解析】

（1）根据仪器特征，可知仪器b是球形冷凝管，甲醇易挥发性，冷凝回流甲醇；装置C加一个连接的导管，有利于液体顺利流下，防止甲醇挥发。

（2）反应需要严格控制的温度，所以最好用水浴加热，使受热均匀，同时便于控制温度。

（3）反应中甲醇被氧化为甲酸，同时生成ClO2，化学方程式为：4NaClO3＋CH3OH＋2H2SO42Na2SO4＋4ClO2↑＋HCOOH＋3H2O或者4NaClO3＋CH3OH＋4H2SO44ClO2↑＋HCOOH＋4NaHSO4＋3H2O；ClO2的浓度较大时易分解，草酸反应生成二氧化碳，可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解。

（4）A. 仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应，并吸收多余的ClO2，故A正确；

B. 装置e主要用于检验是否有ClO2生成而不是Cl2，故B错误；

C. 在ClO2释放实验中，发生的离子反应方程式是：4H+＋5ClO=Cl＋4ClO2↑＋2H2O，故C正确；

D. ClO2和Cl2作氧化剂，还原产物都是Cl-，1molClO2得5mol电子，而1molCl2得2mol电子，所以在相同条件下，等物质的量时，ClO2的氧化能力是Cl2的2.5倍，故D错误；

答案选AC。

（5）ClO2和碘化钾的离子反应式：2ClO2＋10I＋8H+2Cl＋5I2＋4H2O；加入一定量Na2S2O3溶液，发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，使I2还原为I-故蓝色会消失，半分钟内不变色则到达滴定终点，是根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，三者之间的关系为10S2O32-～5I2～2ClO2。由题意：n(S2O32-)=0.015L×0.1 mol·L1=0.0015mol，则n(ClO2)= n(S2O32-)=0.0015mol×=0.0003mol，m(ClO2)= n(ClO2)×M(ClO2)=0.0003mol×67.5g/mol=2.025×10-2g=20.25mg，故ClO2的含量为202.5mg·L1。