Question

(10分)ClO₂气体是一种常用的消毒剂,我国从2000年起逐步用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒.

（1）工业上可以通过下列方法制取ClO₂，请完成该化学反应方程式： 2KClO₃＋SO₂＝2ClO₂＋________。

（2）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8 mg·L^－1之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：

Ⅰ．取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。

Ⅱ．加入一定量的Na₂S₂O₃溶液。(已知：2S₂O₃^2－＋I₂＝S₄O₆^2－＋2I^－)

Ⅲ．加硫酸调节水样pH至1～3。操作时，不同pH环境中粒子种类如下图所示：

请回答：

①操作Ⅰ中反应的离子方程式是______________________________。

②确定操作Ⅱ完全反应的现象是______________________________。

③在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是__________________。

④若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10^－3 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液10 mL，则水样中ClO₂的浓度是________mg·L^－1。

Answer

（1）K2SO4 （2分）

（2）①2ClO2＋2I－＝2ClO＋I2 （2分）；②蓝色消失，半分钟内不变色（2分）；

③ClO＋4I－＋4H＋＝Cl－＋2I2＋2H2O（2分）；④0.675（2分）

【解析】

试题分析：（1）工业上可以通过KClO3与SO2发生氧化还原反应产生ClO2，根据氧化还原反应中电子转移数目相等及质量守恒定律，可知该化学反应方程式是： 2KClO3＋SO2＝2ClO2＋K2SO4；①操作Ⅰ中ClO2将I－氧化为I2,反应的离子方程式是2ClO2＋2I－＝2ClO＋I2; ②操作Ⅱ完全反应时溶液中的I2反应完全，因此溶液的颜色由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；③在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，是由于ClO在碱性环境中将I－又氧化为I2，I2遇淀粉变蓝色，反应的离子方程式是ClO＋4I－＋4H＋＝Cl－＋2I2＋2H2O；④根据反应方程式可得关系式是：2ClO2～I2～2S2O32－。n(S2O32－)= 1.0×10－3 mol/L × 0.01L=1.0×10－5mol;所以n(ClO2)= 1.0×10－5mol；m(ClO2)= 1.0×10－5mol×67. 5×103mg/mol=0.675mg;若水样的体积为1.0 L，所以水样中ClO2的浓度是0.675mg÷1L =0.675mg/L。

考点：考查氧化还原反应方程式的配平、滴定终点的判断、关系式法在化学计算中的应用的知识。