Question

【題目】ClO2氣體是安全、無毒的綠色消毒劑和保鮮劑，使用中不產生致癌物及二次污染物。某化學興趣小組通過下圖對其吸收、釋放進行研究，請回答以下問題：

(1)用KClO3與Na2SO3在H2SO4酸化時制取ClO2，該反應的離子方程式為______。

(2)如圖A中盛放有Na2CO3-H2O2混合溶液，常用于ClO2的吸收穩定劑。已知ClO2被穩定劑吸收生成NaClO2，若C中淀粉KI-H2SO4溶液變藍，_____(填“能”或“不能”) 說明在儀器A中ClO2被完全吸收。

(3)已知ClO2的消毒能力是等物質的量Cl2的2.5倍，則ClO2在將含氰廢液中的CN－氧化成CO2和N2的反應中，氧化劑和還原劑的物質的量之比為______。

(4)由B向A中滴加稀鹽酸即可釋放出ClO2，此時C的作用是_____。已知ClO2能被多種穩定劑所吸收，若將ClO2用于果蔬保鮮，圖中吸收效果較好的穩定劑是___(填 “Ⅰ”或“Ⅱ”)，原因是______。

(5)ClO2的“有效氯”可通過標定反應后溶液中的殘氯［c(Cl-)］來測定。在分析化學中以K2CrO4為指示劑，用AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl-，當出現磚紅色沉淀時，即指示達滴定終點。若保證溶液中c(Cl-)降為1.0×10-5 mol/L，則此時溶液中c(CrO42-)應不超過______mol/L。［Ksp(AgCl)=2.0×10－10，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12］。

Answer 1

【答案】2ClO3-+SO32-+2H+= 2ClO2↑+SO42-+H2O 不能 1∶1 檢驗是否有ClO2生成 Ⅱ 緩慢釋放出ClO2，且能長時間維持保鮮所需要的濃度 5.0×10-3

【解析】

(1) KClO3具有氧化性，Na2SO3具有還原性，二者在酸性條件下發生氧化還原反應，KClO3被還原為ClO2，SO32-被氧化為SO42-，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應的離子方程式為2ClO3-+SO32-+2H+= 2ClO2↑+SO42-+H2O；

(2)H2O2不穩定，分解產生的O2也可以將KI氧化產生I2，I2遇淀粉溶液會變為藍色，所以說明在儀器A中ClO2被完全吸收；

(3)ClO2在將含氰廢液中的CN－氧化成CO2和N2，它被還原為Cl-，反應的離子方程式為2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-，可見氧化劑和還原劑的物質的量之比為1:1；

(4)A中ClO2被穩定劑吸收轉化為NaClO2，由B向A中滴加稀鹽酸即可釋放出ClO2，此時C的作用是檢驗是否有ClO2生成；若將ClO2用于果蔬保鮮，要求穩定劑緩慢釋放出ClO2氣體，且能長時間維持保鮮所需要的濃度，這樣保鮮期才可以延長，根據圖示可知穩定劑II相對效果更好；

(5)c(Ag+)c(Cl-)> Ksp(AgCl)=2.0×10－10，c(Ag+)<2.0×10－10÷1.0×10-5=2.0×10-5mol/L，c2(Ag+) c(CrO42-)>Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12，c(CrO42-)<2.0×10-12÷(2.0×10-5)2=5.0×10-3mol/L，即此時溶液中c(CrO42-)應不超過5.0×10-3mol/L。