Question

【題目】ClO2作為一種廣譜型的消毒劑，將逐漸用來(lái)取代Cl2成為自來(lái)水的消毒劑。已知ClO2是一種易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑的氣體，11℃時(shí)液化成紅棕色液體。

（1）某研究小組用下圖裝置制備少量ClO2（夾持裝置已略去）。

①冰水浴的作用是____________。

②NaOH溶液的主要作用為吸收反應(yīng)產(chǎn)生的Cl2，其吸收液可用于制取漂白液，該吸收反應(yīng)的氧化劑與還原劑之比為___________________。

③以NaClO3和HCl為原料制備ClO2的化學(xué)方程式為_________________________。

（2）將ClO2水溶液滴加到KI溶液中，溶液變棕黃；再向其中加入適量CCl4，振蕩、靜置，觀察到________，證明ClO2具有氧化性。

（3）ClO2在殺菌消毒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生Cl-,其含量一般控制在0.3-0.5 mg·L1，某研究小組用下列實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定長(zhǎng)期不放水的自來(lái)水管中Cl-的含量：量取10.00 mL的自來(lái)水于錐形瓶中，以K2CrO4為指示劑，用0.0001mol·L－1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)上述操作三次，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4
消耗AgNO3溶液的體積/mL	10.24	10.02	9.98	10.00

①在滴定管中裝入AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的前一步，應(yīng)進(jìn)行的操作_____________。

②測(cè)得自來(lái)水中Cl-的含量為______ mg·L1。

③若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，則測(cè)定結(jié)果_______（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）。

Answer 1

【答案】收集ClO2（或使ClO2冷凝為液體） 1：1 2NaClO3 + 4HCl= 2ClO2↑+ Cl2↑+2NaCl+2H2O 溶液分層，下層為紫紅色 用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行潤(rùn)洗 3.55 偏低

【解析】

(1)①冰水浴可降低溫度，防止揮發(fā)；

②氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉；

③以NaClO3和HCl為原料制備ClO2，同時(shí)有Cl2和NaCl生成，結(jié)合電子守恒和原子守恒寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式；

(2)反應(yīng)生成碘，碘易溶于四氯化碳，下層為紫色；

(3)根據(jù)滴定操作中消耗的AgNO3的物質(zhì)的量計(jì)算溶液中含有的Cl-的物質(zhì)的量，再計(jì)算濃度即可。

(1)①冰水浴可降低溫度，防止揮發(fā)，可用于冷凝、收集ClO2；

②氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，此反應(yīng)中Cl2既是氧化劑，又是還原劑，還原產(chǎn)物NaCl和氧化產(chǎn)物NaClO的物質(zhì)的量之比為1:1，則該吸收反應(yīng)的氧化劑與還原劑之比為1:1；

③以NaClO3和HCl為原料制備ClO2，同時(shí)有Cl2和NaCl生成，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3 + 4HCl= 2ClO2↑+ Cl2↑+2NaCl+2H2O；

(2)將ClO2水溶液滴加到KI溶液中，溶液變棕黃，說(shuō)明生成碘，碘易溶于四氯化碳，即當(dāng)觀察到溶液分層，下層為紫紅色時(shí)，說(shuō)明有I2生成，體現(xiàn)ClO2具有氧化性；

(3)①裝入AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液，應(yīng)避免濃度降低，應(yīng)用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行潤(rùn)洗后再裝入AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液；

②滴定操作中第1次消耗AgNO3溶液的體積明顯偏大，可舍去，取剩余3次數(shù)據(jù)計(jì)算平均體積為mL=10.00mL，含有AgNO3的物質(zhì)的量為0.0001mol·L－1×0.01L=1×10-6mol，測(cè)得自來(lái)水中Cl-的含量為=3.55g·L1；

③在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積讀數(shù)偏小，則測(cè)定結(jié)果偏低。