二氧化氯(ClO
2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑.與Cl
2相比,ClO
2不但具有更顯著的殺菌能力,而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機(jī)氯代物.
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(1)在ClO
2的制備方法中,有下列兩種制備方法:
方法一:2NaClO
3+4HCl═2ClO
2↑+Cl
2↑+2NaCl+2H
2O
方法二:2NaClO
3+H
2O
2+H
2SO
4═2ClO
2↑+NaSO
4+O
2↑+2H
2O
用方法二制備的ClO
2更適合用于飲用水的消毒,其主要原因是 ___ .
(2)用ClO
2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO
2-).2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定,飲用水ClO
2-的含量應(yīng)不超過0.2mg?L
-1.
飲用水中ClO
2、ClO
2-的含量可用連續(xù)碘量法進(jìn)行測定.ClO
2被I
-還原為ClO
2-、Cl
-的轉(zhuǎn)化率與溶液PH的關(guān)系如右圖所示.當(dāng)pH≤2.0時,ClO
2-也能被I
-完全還原成Cl
-.反應(yīng)生成的I
2用標(biāo)準(zhǔn)Na
2S
2O
3溶液滴定:2Na
2S
2O
3+I
2═Na
2S
4O
6+2NaI
①請寫出pH≤2.0時,ClO
2-與I
-反應(yīng)的離子方程式 ___ .
②請完成相應(yīng)的實驗步驟:
步驟1:準(zhǔn)確量取VmL水樣加入到錐形瓶中.
步驟2:調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0~8.0
步驟3:加入足量的KI晶體.
步驟4:加少量淀粉溶液,用cmol?L
-1Na
2S
2O
3溶液滴定至終點,消耗Na
2S
2O
3溶液V
1mL.
步驟5: ___ .
步驟6;再用cmol?L
-1Na
2S
2O
3溶液滴定至終點,消耗Na
2S
2O
3溶液V
2mL.
③根據(jù)上述分析數(shù)據(jù),測得該飲用水樣中的ClO
2-的濃度為 ___ mg?L
-1(用含字母的代數(shù)式表示).
④若飲用水中ClO
2-的含量超標(biāo),可向其中加入適量的,該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是 ___ (填化學(xué)式)
(1)根據(jù)兩種方法中的反應(yīng)方程式可以看出,方法一制得的ClO
2中含有Cl
2,會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機(jī)氯代物,而方法二制備的ClO
2中不含有Cl
2,所以 用方法二制備的ClO
2更適合用于飲用水的消毒,故答案為:方法二制備的ClO
2中不含Cl
2;
(2)①ClO
2-與I
-反應(yīng)在酸性條件進(jìn)行,產(chǎn)物為I
2和Cl
-,根據(jù)質(zhì)量守恒可寫出離子方程式為:ClO
2-+4H
++4I
-=Cl
-+2I
2+2H
2O,故答案為:ClO
2-+4H
++4I
-=Cl
-+2I
2+2H
2O;
②根據(jù)曲線圖示在pH≤2.0時,ClO
2被I
-還原只生成Cl
-,pH≥7.0時,ClO
2被I
-還原只生成ClO
2-;而用ClO
2處理過的飲用水,其pH為5.5~6.5,所以其中既含有ClO
2,又含有ClO
2-,若將溶液的pH調(diào)節(jié)為7.0~8.0,則第一階段滴定時只是ClO
2被I
-還原只生成ClO
2-,溶液的ClO
2-沒有被I
-還原,所以第二階段滴定前應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0,使ClO
2-與I
-反應(yīng),以測定樣品水樣中亞氯酸根離子的含量,故答案為:調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0;
③由 2ClO
2+2I
-→2ClO
2-+I
2和Na
2S
2O
3+I
2=Na
2S
4O
6+2NaI
得:2ClO
2-~Na
2S
2O
3 2 1
n(ClO
2-)
則n(ClO
2-)=2
由ClO
2-+4H
++4I
-=Cl
-+2I
2+2H
2O 和Na
2S
2O
3+I
2=Na
2S
4O
6+2NaI
得:ClO
2-~2Na
2S
2O
3 1 2
n(ClO
2-)
總 n(ClO
2-)
總=
×
原水樣中ClO
2-濃度=
故答案為:
;
④根據(jù)反應(yīng):4Fe
2++ClO
2-+2H
2O═4Fe
3++Cl
-+4OH
-,F(xiàn)e
3++3OH
-═Fe(OH)
3,所以氧化產(chǎn)物為Fe(OH)
3(FeCl
3),故答案為:Fe(OH)
3.