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．比Cl2更好．（1）在ClO2的制备方法中

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．比Cl2更好．（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↑+Na2SO4+O2↑+2H2O用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水消毒，其主要原因是______．（2）用ClO2处理过的饮用水（pH 5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ClO2-）．饮用水中的ClO2、ClO2-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的关系如图所示．当pH≤2.0时，ClO2-也能被I-完全还原为Cl-．反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定；2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI①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V mL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：加入少量淀粉溶液，用c mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V1mL．步骤5：______．步骤6：再用c mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL．③根据上述分析数据，测得该饮用水中ClO2-的浓度为______mol?L-1（用含字母的代数式表示）．

Answer 1

（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）①ClO₂^-与I^-反应在酸性条件进行，产物为I₂和Cl^-，由电子守恒及质量守恒可知离子方程式为：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，所以步骤5为调节溶液的pH≤2.0，
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^-） cmol/L×v₁×10^-3L         
则n（ClO₂^-）=0.002cV₁mol，
由ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O 和Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI
得：ClO₂^-～2Na₂S₂O₃
       1      2
n（ClO₂^-）_总 cmol/L×v₂×10^-3L              
n（ClO₂^-）_总=

1

2

×0.001cV₂mol=0.0005cV₂mol，
原水样中ClO₂^-浓度=

0.0005cV1mol?0.002cV2mol

V×0.001L

=

c(V2?4V1)

4V

mol/L，
故答案为：

c(V2?4V1)

4V

．