二氧化氯

“稳定性二氧化氯溶液”是淡黄色透明液体，广泛应用于食品卫生等领域的杀菌消毒。ClO2沸点11℃，是一种黄绿色的气体，易溶于水。ClO2稳定性较差，“稳定性二氧化氯溶液”是以碳酸钠为稳定剂，有效成分为NaClO2。

某合作学习小组的同学拟证实其中的有效成分并测定二氧化氯的含量（用样品和酸反应产生二氧化氯的质量与样品质量的比值来衡量）。请回答下列问题：

（1）为证实“稳定性二氧化氯溶液”中含有钠离子，其正确的操作步骤

是：。

（2）为测定“稳定性二氧化氯溶液”中二氧化氯的含量，现进行以下操作：①取mg（2g左右）试样，置于烧瓶中，向分液漏斗中加入10mL盐酸溶液；②在锥形瓶中加入4g碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；③在玻璃液封管中加入水；

④将分液漏斗中的盐酸溶液放入烧瓶中，关闭旋塞。缓慢加热烧瓶，使产生的二氧化氯气体全部通过导管在锥形瓶中被吸收；

⑤将玻璃液封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失

(I2+2S2O32-=2I- +S4O62-)，共用去VmL硫代硫酸钠溶液。

（Ⅰ）NaClO2与盐酸反应生成ClO2（还原产物为Cl-），该反应的化学方程式为：

；ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，二氧化氯被还原为氯离子，该反应的离子方程式为：。

（Ⅱ）装置中玻璃液封管的作用是：；如何确定烧瓶中的二氧化氯全部被锥形瓶中的液体吸收。

（Ⅲ）“稳定性二氧化氯溶液”中，ClO2的质量分数为（用m、c、V表示）。

【答案】

（1）用铂丝蘸取盐酸溶液，在火焰上灼烧至无色，再蘸取少许试验溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色，即证明含有Na+。（直接答成“焰色反应”不得分。）（2分）

（2）（Ⅰ）5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O；（3分）

2ClO2+10I-+8H+= 2Cl-+5I2+4H2O （3分）

（Ⅱ）用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等；（2分）

导管中无黄绿色气体（2分）（Ⅲ）. （2分）

【解析】略

世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯．二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热．实验室以电解法制备ClO2的流程如图：

（1）ClO2中所有原子

（填“是”或“不是”）都满足8电子结构．上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用

．

A．饱和食盐水 B．碱石灰 C．浓硫酸 D．蒸馏水

（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是

．

A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理

B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期

C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围

D．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置

（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备．化学反应方程式为

．缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境．

（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应制备，化学方程式是

，此法相比欧洲方法的优点是

．此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是

．

分析：（1）Cl最外层7个电子，只有1个单电子，O最外层6个电子，含2个单电子；产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，为氨气，可选酸来除杂；

（2）高效“绿色”消毒剂二氧化氯，可推广使用，代替氯气；

（3）氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水；

（4）氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应，生成氯化钠和二氧化氯；

（5）用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水，以此来解答．

解答：解：（1）Cl最外层7个电子，只有1个单电子，O最外层6个电子，含2个单电子，则O原子不能满足8电子稳定结构，产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，为氨气，可选酸来除杂，只有C中浓硫酸符合，

故答案为：不是；C；

（2）A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理，代替氯气，为“绿色”消毒剂，故A正确；

B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期，能杀菌消毒，故B正确；

C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围，便于运输和应用，故C正确；

D．二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装，故D正确；

故答案为：A、B、C、D；

（3）氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水，该反应为2NaClO3+4HCl（浓）═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O，

故答案为：2NaClO3+4HCl（浓）═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O；

（4）氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应，生成氯化钠和二氧化氯，该反应为2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2，该法相比欧洲方法的优点为安全性好，没有产生毒副产品，

故答案为：2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2；安全性好，没有产生毒副产品；

（5）用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水，该反应为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O，

此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用，

故答案为：H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O；反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用．