Question

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，ClO₂是一種黃綠色的有毒氣體，易溶于水．
（1）ClO₂的制備方法很多，我國科學(xué)家經(jīng)過不斷探索，提出將經(jīng)干燥空氣稀釋的氯氣通入填充有固體亞氯酸鈉（NaClO₂）的反應(yīng)柱內(nèi)制得ClO₂的方法．該反應(yīng)中，NaClO₂作

 

（填“氧化劑”或“還原劑”）．
（2）ClO₂可將廢水中的Mn²⁺轉(zhuǎn)化為MnO₂而除去，本身還原為Cl^-，該反應(yīng)過程中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

 

．
（3）ClO₂遇濃鹽酸會生成Cl₂，每生成1molCl₂移電子的物質(zhì)的量為

 

．
（4）測定ClO₂ 含量的過程如下：如圖在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加入3mL硫酸；在玻璃液封管中加入水；將生成的ClO₂氣體通過導(dǎo)管在錐形瓶中被吸收；將玻璃液封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用c mol?L^-1的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（I₂+2S2

O

2- 3

=2I^-+S4

O

2- 3

），共用VmL硫代硫酸鈉溶液．
①ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②裝置中玻璃封管的作用是

 

．
③測得ClO₂的質(zhì)量m（ClO₂）=

 

．（用c、V的代數(shù)式表示）

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,氧化還原反應(yīng),氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）反應(yīng)中亞氯酸鈉（NaClO₂）的反應(yīng)柱內(nèi)制得ClO₂，依據(jù)氯元素不包含分析，元素化合價升高做還原劑被氧化；
（2）ClO₂可將廢水中的Mn²⁺轉(zhuǎn)化為MnO₂而除去，本身還原為Cl^-，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒計算氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比；
（3）ClO₂遇濃鹽酸會生成Cl₂，書寫離子方程式，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒計算；
（4）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水．
②用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強相等．
③根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算n（ClO₂），再根據(jù)m=nM計算m（ClO₂）．

解答： 解：（1）固體亞氯酸鈉（NaClO₂）的反應(yīng)柱內(nèi)制得ClO₂的方法．該反應(yīng)中氯元素化合價+3價變化為+4價，元素化合價升高失電子，NaClO₂作還原劑；
故答案為：還原劑；
（2）ClO₂可將廢水中的Mn²⁺轉(zhuǎn)化為MnO₂而除去，本身還原為Cl^-，反應(yīng)中ClO₂為氧化劑，Cl元素化合價由+4價降低為-1價，Mn²⁺為還原劑，元素化合價由+2價升高到+4價，氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：5，
故答案為：2：5；
（3）ClO₂遇濃鹽酸會生成Cl₂，同時生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO₂+8HCl=5Cl₂+4H₂O，由方程式可知，當(dāng)生成5molCl₂，轉(zhuǎn)移8mol電子，則生成1mol Cl₂轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.6mol，
故答案為：1.6mol；
（4）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強相等．
故答案為：用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內(nèi)外壓強相等．
③VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2            10
          n（ClO₂）     c?V?10^-3 mol
所以n（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g．
故答案為：1.35cv×10^-2g．

點評：本題考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)滴定及應(yīng)用、離子檢驗、對工藝流程及裝置理解分析等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實的實驗基礎(chǔ)知識和靈活應(yīng)用信息解決問題的能力．注意基礎(chǔ)知識的全面掌握．