Question

【题目】二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色气体，极易溶于水，在混合气体中的体积分数大于10％就可能发生爆炸，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。回答下列问题：

（1）在处理废水时，ClO2可将废水中的CN-氧化成CO2和N2，该反应的离子方程式为_________。

（2）某小组通过NaClO3法制备ClO2，其实验装置如下图。

①通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是______________；

②装置B的作用是______________；

③装置A用于生成ClO2气体，该反应的化学方程式为______________；

④当看到装置C中导管液面上升时应进行的操作是______________。

（3）测定装置C中ClO2溶液的浓度：用______________（填仪器名称）取10.00 mLC中溶液于锥形瓶中，加入足量的KI溶液和H2SO4酸化，用0.1000 mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定至溶液呈淡黄色，发生反应：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，再加入__________作指示剂，继续滴定，当溶液_______，即为终点。平行滴定3次，标准液的平均用量为20.00 mL，则C中ClO2溶液的浓度为________mol·L-1。

Answer 1

【答案】2ClO2＋2CN-＝2CO2＋N2＋2Cl- 稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸 防止倒吸（或作安全瓶） 2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O 加大氮气的通入量 酸式滴定管（或移液管） 淀粉溶液 溶液蓝色退去 0.04000

【解析】

(3) ClO2有强氧化性，容易氧化乳胶，量取ClO2溶液时，不可用碱式滴定管，可用酸式滴定管或移液管。标定ClO2浓度的思路为：ClO2将I-氧化成I2，再用Na2S2O3标准液滴定生成的I2，根据电子得失守恒、原子守恒有：2ClO2～2Cl-～10e-～10I-～5I2～10Na2S2O3，据此计算解答。

(1) ClO2将CN-氧化成CO2和N2，自身被还原为Cl-，结合电子得失守恒、原子守恒、电荷守恒可得离子方程式为：2ClO2＋2CN-＝2CO2＋N2＋2Cl-，故答案为：2ClO2＋2CN-＝2CO2＋N2＋2Cl-；

(2)①二氧化氯体积分数大于10%即可能发生爆炸，通入氮气除起到搅拌作用外，还可以稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸，故答案为：稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸；

②ClO2极易溶于水，如果没有B，极易引起倒吸，所以B的作用是：防止倒吸（或作安全瓶），故答案为：防止倒吸（或作安全瓶）；

③NaClO3作氧化剂、H2O2作还原剂，结合原子守恒、得失电子守恒可得方程式为：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O，故答案为：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O；

④当看到装置C中导管液面上升，说明ClO2的含量偏高了，要加大氮气的通入量，以免爆炸，故答案为：加大氮气的通入量；

(3)ClO2有强氧化性，量取ClO2溶液时，可用酸式滴定管或移液管，ClO2将KI氧化成I2，再用Na2S2O3标准液滴定生成的I2，反应涉及碘单质，可用淀粉溶液做指示剂，I2遇淀粉溶液呈蓝色，当I2反应完时，溶液蓝色褪去。根据电子得失守恒、原子守恒有：2ClO2～2Cl-～10e-～10I-～5I2～10Na2S2O3，消耗0.1000 mol·L-1的Na2S2O3标准液20.00mL，即消耗Na2S2O3物质的量=0.1000 mol·L-1×20.00mL×10-3=2×10-3mol，由2ClO2～2Cl-～10e-～10I-～5I2～10Na2S2O3可知，n(ClO2)===4×10-4mol，c(ClO2)== 0.04000mol/L，故答案为：酸式滴定管（或移液管）；淀粉溶液；溶液蓝色退去；0.04000。