Question

【题目】二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料制备ClO2的流程如下图所示：

已知：①NCl3是黄色黏稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似于氯气的刺激性气味，自然爆炸点为95 ℃，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定；②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

回答下列问题：

(1)电解时，发生反应的化学方程式为_____________。为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：①控制好生成NCl3的浓度；②_________。

(2)NCl3与NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比为1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2，该反应的离子方程式为：___________。

(3)ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：

步骤1：准确量取ClO2溶液10 mL，稀释成100 mL试样；

步骤2：量取V1 mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30 min。

步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)。

①若步骤2中未将锥形瓶“在暗处静置30 min”，立即进行步骤3，则测定的结果可能____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)；

②根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为_______g/L(用含字母的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 控制好反应的温度 NCl3＋3H2O＋6ClO===6ClO2↑＋3Cl－＋3OH－＋NH3↑ 偏小 135cV2/V1

【解析】(1)电解时，电解NH4Cl、盐酸的溶液，阴极氢离子放电生成氢气，阳极：铵根离子失去电子，方程式为：NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ；结合信息：自然爆炸点为95 ℃，在热水中易分解，可知NCl3要防止分解及爆炸，则还应控制好反应的温度；(2)NCl3与NaClO2按物质的量之比为1：6恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气，则该反应的离子反应为NCl3＋3H2O＋6ClO2―===6ClO2↑＋3Cl－＋3OH－＋NH3↑ ；（3）①在暗处静置，ClO2与KI才能充分反应，否则，ClO2反应不完全，生成的碘偏小，测得的结果会偏小；②根据2ClO2+10I－+8H＋=5I2+2Cl－+4H2O，和I2+2S2O32－=2I－+S4O62－，可得关系式2ClO2～5I2～10S2O32－，原ClO2溶液的浓度为x：，。