Question

某工业废水中含有的 Mn²⁺、CN^﹣等会对环境造成污染，在排放之前必须进行处理。ClO₂是一种国际上公认的安全无毒的绿色水处理剂，某实验兴趣小组通过如图装置制备 ClO₂，并用它来处理工业废水中的 Mn²⁺、CN^﹣。

已知：i．ClO₂ 为黄绿色气体，极易溶于水，沸点 11℃；

ii．ClO₂ 易爆炸，若用“惰性气体”等稀释时，爆炸性则大大降低；

iii．某工业废水处理过程中 Mn²⁺转化为 MnO₂、CN^﹣转化为对大气无污染的气体；

iv．装置 B 中发生的反应为：H₂C₂O₄+H₂SO₄+2KClO₃═K₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O。

请回答下列问题：

（1）B 装置的名称是_____，C 装置的作用为_____。

（2）用 H₂C₂O₄ 溶液、稀硫酸和 KC1O₃ 制备 ClO₂ 的最大优点是_____。

（3）写出装置 D 中除去 Mn²⁺的离子方程式_____。

（4）ClO₂ 在处理废水过程中可能会产生副产物亚氯酸盐（ClO₂ ）。下列试剂中，可将 ClO₂ 转化为 Cl

的是_____。（填字母序号）。

a．FeSO₄   b．O₃  c．KMnO₄   d．SO₂

（5）在实验室里对该废水样品中 CN^﹣含量进行测定：取工业废水Wg于锥形瓶中，加入10mL0.10mol/L 的硫酸溶液，用 0.0200mol/L 的 KMnO₄标准溶液进行滴定，当达到终点时共消耗 KMnO₄ 标准溶液25.00mL。

在此过程中：

①实验中使用棕色滴定管的原因是_____，滴定终点的判断依据是_____。

②W g 工业废水中 CN^﹣的物质的量为_____。

③若盛装工业废水的锥形瓶未润洗，则测定结果将_____（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

Answer

圆底烧瓶 防倒吸 制得ClO2的同时有CO2产生，可稀释ClO2，大大降低爆炸的可能性 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl-+12H+ ad 防止KMnO4见光分解 锥形瓶中的溶液颜色由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色 0.0005mol 无影响

【解析】

（1）B为圆底烧瓶；依据C装置进气管、出气管都较短可知为安全瓶，防止倒吸；

（2）反应生成的产物结合ClO2易爆炸，用惰性气体等稀释时，可防止爆炸分析；

（3）二氧化氯具有强的氧化性，能够氧化二价锰离子生成二氧化锰，本身被还原为氯离子；

（4）将ClO2 转化为 Cl-，应加入还原剂；

（5）①高锰酸钾不稳定；高锰酸钾与CN-发生氧化还原反应，被还原为无色的二价锰离子，所以当达到滴定终点时：颜色由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色；

②涉及反应为：，结合方程式计算；

③锥形瓶无需润洗。

（1）B装置的名称是圆底烧瓶；依据C装置进气管、出气管都较短可知为安全瓶，防止倒吸，故答案为：圆底烧瓶； 防倒吸；

（2）用H2C2O4溶液、稀硫酸和KClO3制备ClO2反应产物为二氧化氯、二氧化碳可稀释ClO2，大大降低爆炸的可能性，

故答案为：制得ClO2的同时有CO2产生，可稀释ClO2，大大降低爆炸的可能性；

（3）二氧化氯具有强的氧化性，能够氧化二价锰离子生成二氧化锰，本身被还原为氯离子，离子方程式：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl-+12H+，

故答案为：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl-+12H+；

（4）将ClO2 转化为 Cl-，应加入还原剂，可加入硫酸亚铁或二氧化硫等，

故答案为：ad；

（5）①高锰酸钾不稳定受热易分解，所以应放在棕色瓶中；高锰酸钾与CN-发生氧化还原反应，被还原为无色的二价锰离子，所以当达到滴定终点时：颜色由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色，

故答案为：防止KMnO4见光分解；锥形瓶中的溶液颜色由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色；

②设CN-物质的量为n，则依据方程式可知：

解得n＝0.0005mol，

故答案为：0.0005mol；

③锥形瓶无需润洗，对测定结果没有影响，

故答案为：无影响。