Question

二氧化氯（ClO₂）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂．与Cl₂相比，ClO₂不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物．
（1）在ClO₂的制备方法中，有下列两种制备方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+NaSO₄+O₂↑+2H₂O
用方法二制备的ClO₂更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是______．
（2）用ClO₂处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ClO₂^-）.2001年我国卫生部规定，饮用水ClO₂^-的含量应不超过0.2mg?L^-1．
饮用水中ClO₂、ClO₂^-的含量可用连续碘量法进行测定．ClO₂被I^-还原为ClO₂^-、Cl^-的转化率与溶液PH的关系如右图所示．当pH≤2.0时，ClO₂^-也能被I^-
完全还原成Cl^-．反应生成的I₂用标准Na₂S₂O₃溶液滴定：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI
①请写出pH≤2.0时，ClO₂^-与I^-反应的离子方程式______．
②请完成相应的实验步骤：
步骤1：准确量取VmL水样加入到锥形瓶中．
步骤2：调节水样的pH为7.0～8.0
步骤3：加入足量的KI晶体．
步骤4：加少量淀粉溶液，用cmol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₁mL．
步骤5：______．
步骤6；再用cmol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL．
③根据上述分析数据，测得该饮用水样中的ClO₂^-的浓度为______mg?L^-1（用含字母的代数式表示）．
④若饮用水中ClO₂^-的含量超标，可向其中加入适量的，该反应的氧化产物是______（填化学式）

Answer 1

【答案】分析：（1）更适合用于饮用水的消毒从是否产生污染判断；
（2）①根据题意ClO₂^-与I^-反应在酸性条件进行，产物为I₂和Cl^-，根据质量守恒可写出离子方程式；
②题目信息提示用的是连续碘量法进行测定，步骤6又用Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，说明步骤5中有碘生成，结合pH≤2.0时，ClO₂^-与I^-反应的离子方程式可判断出调节溶液的pH≤2.0；
③求饮用水样中的ClO₂^-的浓度可以用关系式法以碘单质为桥梁正确的找准ClO₂^-与Na₂S₂O₃的关系；
④Fe²⁺将ClO₂^-还原成Cl^-，Fe²⁺ 被氧化为铁离子，结合反应物不难得出答案．
解答：解：（1）根据两种方法中的反应方程式可以看出，方法一制得的ClO₂中含有Cl₂，会产生对人体有潜在危害的有机氯代物，而方法二制备的ClO₂中不含有Cl₂，所以 用方法二制备的ClO₂更适合用于饮用水的消毒，故答案为：方法二制备的ClO₂中不含Cl₂；
（2）①）①ClO₂^-与I^-反应在酸性条件进行，产物为I₂和Cl^-，根据质量守恒可写出离子方程式为：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O，故答案为：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O；
②根据曲线图示在pH≤2.0时，ClO₂被I^-还原只生成Cl^-，pH≥7.0时，ClO₂被I^-还原只生成ClO₂^-；而用ClO₂处理过的饮用水，其pH为5.5～6.5，所以其中既含有ClO₂，又含有ClO₂^-，若将溶液的pH调节为7.0～8.0，则第一阶段滴定时只是ClO₂被I^-还原只生成ClO₂^-，溶液的ClO₂^-没有被I^-还原，所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH≤2.0，使ClO₂^-与I^-反应，以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量，故答案为：调节溶液的pH≤2.0；
③由 2ClO₂+2I^-→2ClO₂^-+I₂ 和Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI
     得：2ClO₂^-～Na₂S₂O₃
           2      1
       n（ClO₂^-）          
则n（ClO₂^-）=2
由ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O 和Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI
得：ClO₂^-～2Na₂S₂O₃
       1      2
n（ClO₂^-）_总       
n（ClO₂^-）_总=×
原水样中ClO₂^-浓度=
故答案为：；
④根据反应：4Fe²⁺+ClO₂^-+2H₂O═4Fe³⁺+Cl^-+4OH^-，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃，所以氧化产物为Fe（OH）₃、（FeCl₃），故答案为：Fe（OH）₃．
点评：关注题目给与的信息从题目中挖掘有用的信息，注意关键词如本题的连续碘量法