Question

【題目】二氧化氯(ClO2)是極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的黃綠色氣體，沸點(diǎn)為11℃，可用于處理含硫廢水。某小組在實(shí)驗(yàn)室中探究ClO2與Na2S的反應(yīng)。回答下列問題：

(1)ClO2的制備(已知：SO2+2NaClO3+H2SO4═2ClO2+2NaHSO4。)

①整套裝置正確的鏈接順序?yàn)?/span>(填A~E)A→_______________。

②裝置D的作用是_______________。

(2)ClO2與Na2S的反應(yīng)

將上述收集到的ClO2用N2稀釋以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，并將適量的稀釋后的ClO2通入如圖所示裝置中充分反應(yīng)，得到無色澄清溶液。一段時間后，通過下列實(shí)驗(yàn)探究Ⅰ中反應(yīng)的產(chǎn)物。

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量Ⅰ中溶液于試管甲中，滴加品紅溶液和鹽酸	品紅溶液始終不褪色	①無生成
另取少量Ⅰ中溶液于試管乙中，加入Ba(OH)2溶液，振蕩	②	有生成
③繼續(xù)在試管乙中滴加Ba(OH)2溶液至過量，靜置，取上層清液于試管丙中，_______________	有白色沉淀生成	有Cl－生成

④ClO2與Na2S反應(yīng)的離子方程式為_______________，用于處理含硫廢水時，ClO2相對于Cl2的優(yōu)點(diǎn)是_______________(任寫一條)。

Answer 1

【答案】E-B-D-C 冷凝并收集ClO2 SO2 生成白色沉淀 加入足量稀硝酸酸化的硝酸銀溶液 8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl－+5+8H+ ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不會產(chǎn)生二次污染；均被還原為Cl－時，二氧化氯得到的電子數(shù)是等物質(zhì)的量的氯氣的2.5倍，故二氧化氯的氧化能力強(qiáng)。(任寫一條即可)

【解析】

(1)ClO2的制備：裝置A中又Cu與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)制備二氧化硫氣體，在裝置B中發(fā)生生成二氧化氯的反應(yīng)，為防止倒吸，A與B之間連接裝置E，二氧化氯沸點(diǎn)較低，故在D中冰水浴收集，最后用氫氧化鈉吸收未反應(yīng)完的二氧化硫，防止污染空氣，據(jù)此分析解答；

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知ClO2與Na2S反應(yīng)有氯離子、硫酸根離子的生成；ClO2除硫效果徹底，氧化產(chǎn)物硫酸根更穩(wěn)定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不會產(chǎn)生二次污染、均被還原為氯離子時，ClO2得到的電子數(shù)是氯氣的2.5倍。

(1)①二氧化硫從a進(jìn)入裝置B中反應(yīng)，為防止倒吸，故應(yīng)在之前有安全瓶，則a→g→h，為反應(yīng)充分，故再連接B裝置中的b，二氧化氯沸點(diǎn)較低，故在D中冰水浴收集，為充分冷卻，便于收集，故連接e，最后用氫氧化鈉吸收未反應(yīng)完的二氧化硫，防止污染空氣，連接順序?yàn)椋?/span>a→gh→bc→ef→d；

②裝置D的作用為冷凝并收集ClO2；

(2)將適量的稀釋后的ClO2通入如圖所示裝置中充分反應(yīng)，得到無色澄清溶液，

①取少量I中溶液于試管甲中，滴加品紅溶液和鹽酸，品紅始終不褪色，說明溶液中無SO2(或或)生成；

②另取少量I中溶液于試管乙中，加入Ba(OH)2溶液，振蕩，有生成，硫酸根與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀；

③結(jié)論為有Cl-生成，現(xiàn)象為有白色沉淀生成，氯化銀為不溶于酸的白色沉淀，檢驗(yàn)氯離子，故操作為：繼續(xù)在試管乙中滴加Ba(OH)2溶液至過量，靜置，取上層清液于試管丙內(nèi)加入足量稀硝酸酸化的硝酸銀溶液；

④由上述分析可知ClO2 與Na2S反應(yīng)有氯離子、硫酸根離子的生成，故發(fā)生的離子方程式為：8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5+8H＋；用于處理含硫廢水時，ClO2相對于Cl2的優(yōu)點(diǎn)有：ClO2除硫效果徹底，氧化產(chǎn)物硫酸根更穩(wěn)定、ClO2在水中的溶解度大、剩余的ClO2不會產(chǎn)生二次污染、均被還原為氯離子時，ClO2得到的電子數(shù)是氯氣的2.5倍；