Question

（2009?江蘇）二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑．與Cl₂相比，ClO₂不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物．
（1）在ClO₂的制備方法中，有下列兩種制備方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+NaSO₄+O₂↑+2H₂O
用方法二制備的ClO₂更適合用于飲用水的消毒，其主要原因是

方法二制備的ClO₂中不含Cl₂

．
（2）用ClO₂處理過(guò)的飲用水（pH為5.5～6.5）常含有一定量對(duì)人體不利的亞氯酸根離子（ClO₂^-）.2001年我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定，飲用水ClO₂^-的含量應(yīng)不超過(guò)0.2mg?L^-1．
飲用水中ClO₂、ClO₂^-的含量可用連續(xù)碘量法進(jìn)行測(cè)定．ClO₂被I^-還原為ClO₂^-、Cl^-的轉(zhuǎn)化率與溶液PH的關(guān)系如右圖所示．當(dāng)pH≤2.0時(shí)，ClO₂^-也能被I^-
完全還原成Cl^-．反應(yīng)生成的I₂用標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液滴定：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI
①請(qǐng)寫出pH≤2.0時(shí)，ClO₂^-與I^-反應(yīng)的離子方程式

ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O

．
②請(qǐng)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟1：準(zhǔn)確量取VmL水樣加入到錐形瓶中．
步驟2：調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0～8.0
步驟3：加入足量的KI晶體．
步驟4：加少量淀粉溶液，用cmol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₁mL．
步驟5：

調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0

．
步驟6；再用cmol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL．
③根據(jù)上述分析數(shù)據(jù)，測(cè)得該飲用水樣中的ClO₂^-的濃度為

c(V2-4V1)

4V

mg?L^-1（用含字母的代數(shù)式表示）．
④若飲用水中ClO₂^-的含量超標(biāo)，可向其中加入適量的，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是

Fe（OH）₃

（填化學(xué)式）

Answer 1

分析：（1）更適合用于飲用水的消毒從是否產(chǎn)生污染判斷；
（2）①根據(jù)題意ClO₂^-與I^-反應(yīng)在酸性條件進(jìn)行，產(chǎn)物為I₂和Cl^-，根據(jù)質(zhì)量守恒可寫出離子方程式；
②題目信息提示用的是連續(xù)碘量法進(jìn)行測(cè)定，步驟6又用Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，說(shuō)明步驟5中有碘生成，結(jié)合pH≤2.0時(shí)，ClO₂^-與I^-反應(yīng)的離子方程式可判斷出調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0；
③求飲用水樣中的ClO₂^-的濃度可以用關(guān)系式法以碘單質(zhì)為橋梁正確的找準(zhǔn)ClO₂^-與Na₂S₂O₃的關(guān)系；
④Fe²⁺將ClO₂^-還原成Cl^-，F(xiàn)e²⁺ 被氧化為鐵離子，結(jié)合反應(yīng)物不難得出答案．

解答：解：（1）根據(jù)兩種方法中的反應(yīng)方程式可以看出，方法一制得的ClO₂中含有Cl₂，會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物，而方法二制備的ClO₂中不含有Cl₂，所以 用方法二制備的ClO₂更適合用于飲用水的消毒，故答案為：方法二制備的ClO₂中不含Cl₂；
（2）①ClO₂^-與I^-反應(yīng)在酸性條件進(jìn)行，產(chǎn)物為I₂和Cl^-，根據(jù)質(zhì)量守恒可寫出離子方程式為：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O，故答案為：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O；
②根據(jù)曲線圖示在pH≤2.0時(shí)，ClO₂被I^-還原只生成Cl^-，pH≥7.0時(shí)，ClO₂被I^-還原只生成ClO₂^-；而用ClO₂處理過(guò)的飲用水，其pH為5.5～6.5，所以其中既含有ClO₂，又含有ClO₂^-，若將溶液的pH調(diào)節(jié)為7.0～8.0，則第一階段滴定時(shí)只是ClO₂被I^-還原只生成ClO₂^-，溶液的ClO₂^-沒有被I^-還原，所以第二階段滴定前應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0，使ClO₂^-與I^-反應(yīng)，以測(cè)定樣品水樣中亞氯酸根離子的含量，故答案為：調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0；
③由 2ClO₂+2I^-→2ClO₂^-+I₂ 和Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI
     得：2ClO₂^-～Na₂S₂O₃
           2      1
       n（ClO₂^-）

c×v1

1000

         
則n（ClO₂^-）=2

c×v1

1000

由ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O 和Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI
得：ClO₂^-～2Na₂S₂O₃
       1      2
n（ClO₂^-）_總  

c×v2

1000

     
n（ClO₂^-）_總=

1

2

×

c×v2

1000

原水樣中ClO₂^-濃度=

c(V2-4V1)

4V

故答案為：

c(V2-4V1)

4V

；
④根據(jù)反應(yīng)：4Fe²⁺+ClO₂^-+2H₂O═4Fe³⁺+Cl^-+4OH^-，F(xiàn)e³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃，所以氧化產(chǎn)物為Fe（OH）₃（FeCl₃），故答案為：Fe（OH）₃．

點(diǎn)評(píng)：關(guān)注題目給與的信息從題目中挖掘有用的信息，注意關(guān)鍵詞如本題的連續(xù)碘量法