Question

水是生命之源。飲用水消毒作為控制水質(zhì)的一個重要環(huán)節(jié)，液氯消毒是最早的飲用水消毒方法。近年來科學(xué)家提出，氯氣能與水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，生成的有機(jī)氯化物可能對人體有害。二氧化氯（ClO2）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Cl2相比，ClO2不但具有更顯著地殺菌能力，而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機(jī)氯代物。

（1）氯氣溶于水能殺菌消毒的原因是????????????????????????????????????????? 。

（2）在ClO2的制備方法中，有下列兩種制備方法：

方法一：NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O

方法二：C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4

用方法二制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒，其主要原因是??????????????????????????????????? 。

（3）用ClO2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（ClO2－）．2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定，飲用水ClO2－的含量應(yīng)不超過0．2 mg·L－1。

飲用水中ClO2、ClO2－的含量可用連續(xù)碘量法進(jìn)行測定。ClO2被I－還原為ClO2－、Cl－的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)pH≤2．0時，ClO2－也能被I－完全還原成Cl－。反應(yīng)生成的I2用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定：2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI

①請寫出pH≤2．0時，ClO2－與I－反應(yīng)的離子方程式?????????????????????????????????????????? 。

②配制Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時，使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量簡外，還需要下圖中的???? （填字母代號）。

?????? ??????? ??????? ??????

a??????????? b??????????? c???????? d???????? e

③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c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V1mL。

步驟5：調(diào)節(jié)溶液的pH≤2．0。

步驟6；再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V2mL。

④滴定終點的現(xiàn)象是?????????????????????????????????????????????????? 。

⑤根據(jù)上述分析數(shù)據(jù)，測得該引用水樣中的ClO2－的濃度為????? mg·L－1（用含字母的代數(shù)式表示）。

（4）判斷下列操作對ClO2－的濃度測定結(jié)果的影響（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）

① 若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過程中，燒杯中的Na2S2O3溶液有少量濺出，使測定結(jié)果?????????????????? 。

② 若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，使測定結(jié)果???????? 。

 

Answer 1

【答案】

(1)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性，可以殺菌（2分）

（2）方法二制備的ClO2中不含Cl2（2分）

（3）①ClO2－＋4H＋＋4I－=Cl－＋2I2＋2H2O（2分）

②a    c（2分）

③（溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，（2分）⑤×103（2分）

（4）①偏高 （2分）  ②偏低（2分）

【解析】

試題分析：（1）氯氣的自來水消毒屬于氫氧化性消毒，因此原理是氯氣與水反應(yīng)生成的HClO有強(qiáng)氧化性，起到殺菌消毒作用。

（2）根據(jù)題干中的介紹，氯氣用于自來水消毒容易生成對人體有害的有機(jī)氯代物，所以方法二中產(chǎn)生的ClO2氣體中不含氯氣，因此制得的二氧化氯更加的安全。

（3） ①從本題題干和圖像中得知，溶液pH≤2．0時，ClO2－被I- 還原為Cl－ ,因此反應(yīng)的離子方程式為ClO2－＋4H＋＋4I－=Cl－＋2I2＋2H2O，要注意酸性環(huán)境。

②一定濃度溶液的配制需要使用的儀器主要的還有容量瓶、膠頭滴管，故選ac。④待滴定溶液中含有碘單質(zhì)，因此與淀粉作用顯藍(lán)色，所以加入Na2S2O3 與單質(zhì)碘反應(yīng)，當(dāng)?shù)夥磻?yīng)完的時候，溶液不顯藍(lán)色，故描述時要注意規(guī)范表達(dá)。

⑤本小題計算稍微有些復(fù)雜，首先要了解整個滴定的過程：含有ClO2、ClO2－ 的水，堿性下加KI溶液把ClO2 反應(yīng)為ClO2－ ，生成的碘單質(zhì)用標(biāo)準(zhǔn)液滴定；得到的總的ClO2－ 再在酸性條件下與KI反應(yīng)，又生成一部分碘單質(zhì)，再用標(biāo)準(zhǔn)液滴定。因此整個過程分為兩個階段。

第一步滴定（生成了一部分ClO2－ ）：2ClO2＋2I－= 2ClO2－ ＋? I2

2Na2S2O3? ＋ I2?? =Na2S4O6＋2NaI

cV1?????? 0．5cV1???????? cV1??? 0．5cV1

第二步滴定（反應(yīng)總的ClO2－ ）ClO2－＋ 4H＋＋4I－=Cl－＋ 2I2 ＋2H2O

2Na2S2O3＋I2? =? Na2S4O6＋2NaI

0．25cV2????????????? ??????????? 0．5cV2??????????? ?????? cV2 ?? 0．5cV2

引用水樣中的ClO2－的濃度等于總的ClO2－減去第一步滴定產(chǎn)生的ClO2－ ，因此有：

C(ClO2－)=n總(ClO2－)—n(ClO2－)/V=0．25cV2—cV1 /V,要注意化成質(zhì)量濃度，所以C(ClO2－)= ×103 mg·L－1 。

（4）①滴定過程中若有標(biāo)準(zhǔn)液濺出損失，則從滴定管上讀出的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高，所以計算得到的濃度結(jié)果會偏大。

②若在滴定終點讀取標(biāo)準(zhǔn)液體積時，俯視讀數(shù)，則讀出的標(biāo)準(zhǔn)液體積會偏小，所以計算得到的濃度會偏低。

考點：本題考查的氧化還原滴定實驗探究、計算、誤差分析。