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二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为10℃,...

二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为10℃,可用于饮用水净化。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。回答下列问题:

I .ClO2的制备

己知:在强酸性溶液中用SO2还原NaC1O3能制备ClO2

(1)反应过程中圆底烧瓶内会看到溶液中有一种白色固体析出,为了证明该物质常采用的实验操作及现象为:待实验完成、圆底烧瓶冷却后,____________________

(2)装置B中反应的离子方程式为_________________________

(3)欲制备并收集ClO2,选择上图中的装置,其连接顺序为a→_________(按气流方向,用小写字母表示)

(4)装置D的作用_______________

II. ClO2与Na2S的反应

(5)将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性,并将适量的稀释后的ClO2通 入上图所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液。—段时间后,通过下列实验探究I中反应的产物。

操作步骤

实验现象

结论

取少量Ⅰ中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸。

品红始终不褪色

①无_____生成

另取少量Ⅰ中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡

________

有SO42-生成

③继续在试管乙中滴加Ba(OH)2 溶液至过量,静置,取上层清液于试管中,_______

有白色沉淀生成

有Cl-生成

 

(6)C1O2与Na2S反应的离子方程式为_________。用于饮用水净化时,ClO2相对于Cl2的优点是______________(任写一条)。

 

将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里,若固体溶解,溶液变蓝,则白色固体为硫酸铜。 SO2+2 C1O3-= ClO2+ SO42- g→h(或h→g) →b→c→e→f→d 冷凝并收集C1O2 SO2 (或SO32-或HSO3-或三者的组合均给分) 生成白色沉淀 加 入足量硝酸酸化的硝酸银溶液 8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H- 均被还原成Cl-时ClO2得电子数是氯气的2.5 倍:ClO2在水中的溶解度大;剩余的ClO2不会引起二次染污(答案合理即可) 【解析】I .(1) 装置 A 中反应Cu与浓硫酸制备二氧化硫,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O;由于浓硫酸具有吸水性,反应过程中圆底烧瓶内会看到溶液中有一种白色固体析出,要证明该物质为无水硫酸铜,可以将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里,若固体溶解,溶液变蓝,则白色固体为硫酸铜,故答案为:将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里,若固体溶解,溶液变蓝,则白色固体为硫酸铜; (2) 根据题意,在强酸性溶液中用SO2还原NaC1O3能制备ClO2,装置B中反应的离子方程式为SO2+2 C1O3-= ClO2+ SO42-,故答案为:SO2+2 C1O3-= ClO2+ SO42-; (3)二氧化硫从a进入装置B中反应,为防止倒吸,故应在之前有安全瓶,则a→g→h,为反应充分,故再连接B装置中的b,二氧化氯沸点较低,故在D中冰水浴收集,为充分冷却,便于收集,故连接e,最后用氢氧化钠吸收未反应完的二氧化硫,防止污染空气,连接顺序为:a→g→h→b→c→e→f→d;故答案为:g→h→b→c→e→f→d; (4) 装置D的作用为冷凝并收集ClO2;故答案为:冷凝并收集ClO2; II. (5)将适量的稀释后的 ClO2 通入如图2所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液, ①取少量I中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸,品红始终不褪色,说明溶液中无SO2(或HSO3-或SO32-)生成;故答案为:SO2(或HSO3-或SO32-); ②另取少量I中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡,有SO42-生成,硫酸根与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀;故答案为:生成白色沉淀; ③结论为有Cl-生成,有白色沉淀生成,氯化银为不溶于酸的白色沉淀,检验氯离子,故操作为:继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液于试管丙内加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液;故答案为:加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液; (6)由上述分析可知ClO2 与 Na2S 反应有氯离子、硫酸根离子的生成,故发生的离子方程式为:8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+;ClO2除硫效果彻底,氧化产物硫酸根更稳定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不会产生二次污染、均被还原为氯离子时,ClO2得到的电子数是氯气的2.5倍;故答案为:8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H+;ClO2除硫效果彻底,氧化产物硫酸根更稳定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不会产生二次污染、均被还原为氯离子时,ClO2得到的电子数是氯气的2.5倍等(任写一条)。  
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下列实验操作能达到实验目的的是

选项

实验目的

实验操作

A

配制100mL 0.1mol·L-1 H2SO4溶液

用量筒量取20mL0.5000 mol·L-1 H2SO4溶液于烧杯杯中,加水80mL

B

除去Cl2中混有的少量HCl

将Cl2与HC1混合气体通过饱和NaHCO3溶液

C

除去KNO3固体中混杂的少量NaCl

将混合物固体制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤

D

验证稀硝酸能将Fe氧化为Fe3+

将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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A .分子式为C8H10O2

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