Question

【題目】二氧化氯是高效、低毒的消毒劑。已知：ClO2是極易溶于水的氣體，實驗室制備及性質探究裝置如圖所示。回答下列問題：

（1）裝置B用于制備ClO2，同時還生成一種酸式鹽，該反應的化學方程式為___________。裝置C中滴有幾滴淀粉溶液，反應時有藍色岀現。淀粉的作用是______。

（2）裝置C的導管靠近而不接觸液面，其目的是________。

（3）用ClO2消毒自來水，其效果是同質量氯氣的______倍（保留一位小數）。

（4）裝置D用于吸收尾氣，若反應的氧化產物是一種單質，且氧化劑與氧化產物的物質的量之比是2∶1，則還原產物的化學式是___________。

（5）若將裝置C中的溶液改為Na2S溶液，通入ClO2后溶液無明顯現象。由此可以產生兩種假設：

假設a：ClO2與Na2S不反應。

假設b：ClO2與Na2S反應。

①你認為哪種假設正確，闡述原因：___________。

②請設計實驗證明你的假設（僅用離子方程式表示）：__________。

Answer 1

【答案】SO2＋H2SO4＋2KClO3=2KHSO4＋2ClO2 通過檢驗I2的存在，證明ClO2有強氧化性 使ClO2盡可能多的與溶液反應，并防止倒吸 2.6 NaClO2 假設b正確， S2－的還原性強于I－，所以ClO2也能氧化S2－或ClO2是強氧化劑，S2－具有強還原性 SO42-＋Ba2＋=BaSO4↓

【解析】

濃硫酸和亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，A制備二氧化硫，B用于制備ClO2，同時還生成一種酸式鹽，則B中發生反應SO2+H2SO4+2KClO3═2KHSO4+2ClO2，ClO2是一種黃綠色易溶于水的氣體，具有強氧化性，所以C中發生氧化還原反應生成碘，注意防倒吸，裝置C中滴有幾滴淀粉溶液，碘遇淀粉變藍色；裝置D用于吸收尾氣，反應生成NaClO2，雙氧水作還原劑生成氧氣，從而防止尾氣污染環境，據此解答。

(1)裝置B用于制備ClO2，同時還生成一種酸式鹽，根據元素守恒知，酸式鹽為硫酸氫鈉，該反應的化學方程式為SO2+H2SO4+2KClO3═2KHSO4+2ClO2；裝置C中滴有幾滴淀粉溶液，淀粉遇碘變藍色，根據淀粉是否變色來判斷是否有碘生成，從而證明二氧化氯具有氧化性；

(2)ClO2是極易溶于水的氣體，所以檢驗其強氧化性時導管靠近而不接觸液面，以防倒吸；

(3)1molCl2即71g消毒時轉移2mol電子，71gClO2消毒時轉移電子為×(4+1)=5.2mol，其效果是同質量氯氣的=2.6倍；

(4)裝置D用于吸收尾氣,H2O2作還原劑生成O2，H2O2O22e，生成1molO2轉移電子2mol，則2molClO2得到2mol電子生成2molNaClO2；

(5)①由于ClO2具有強氧化性，Na2S具有強還原性，二者不可能不反應，所以假設a錯誤，假設b正確；

②ClO2氧化Na2S后溶液無明顯現象，說明ClO2將S2氧化生成更高價的酸根SO42，所以可通過檢驗SO42的存在以證明ClO2與Na2S發生氧化還原反應，所用試劑為稀鹽酸和BaCl2溶液，離子反應為：SO42+Ba2+═BaSO4↓。