C1O2是常用的自來水消毒劑。I．已知實驗室可用亞***固體與*氣反應制備ClO2：2NaClO2+C12=2...

問題詳情：

C1O2是常用的自來水消毒劑。

I．已知實驗室可用亞***固體與*氣反應制備ClO2：2NaClO2+C12 =2C1O2+2NaCl，裝置如下圖所示：

(1)圓底燒瓶內發生反應的化學方程式是：__________。

(2)已知常温常壓下，ClO2和Cl2是氣體，在下列溶劑中溶解*如下表所示：

B、C、E裝置中的試劑依次是_________（填序號）。

溶液   b.濃硫*   c.飽和食鹽水   4   e.飽和石灰水

II．使用C1O2在給自來水消毒的過程中會產生有害的副產物亞**根(ClO2-)，可用Fe2+將其去除。已知ClO2-與Fe2+在pH=5～7的條件下能快速反應，最終形成紅褐*沉澱，而ClO2-則被還原成Cl-。

(3)Fe2+消除ClO2-的離子方程式為_______。

(4)實際向自來水中加入Fe2+的量要高於理論值，原因是(結合離子方程式解釋)___________。

【回答】

【*】    (1). MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O     (2). cbd    (3). ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3↓+Cl-+8H+    (4). Fe2+易被水中溶解的氧氣氧化，4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+

【解析】

分析】

由題目中所給信息和實驗裝置圖可知：實驗首先用濃鹽*和MnO2在加熱條件下反應制備Cl2，反應的方程式為MnO2+4HCl(濃) MnCl2++Cl2↑+2H2O，經除雜、乾燥後在D中亞***固體反應生成ClO2，B裝置除去*氣中的*化*，C裝置用濃硫*進行乾燥，由於Cl2易溶於CCl4液體，E用於除去ClO2中的未反應的Cl2，最後用向上排空法、或排水法收集，並注意氣體的*質和裝置來分析防止倒吸的裝置。

(1)圓底燒瓶中濃鹽*和MnO2在加熱條件下反應制備Cl2，兩者反應生成二*化錳、*氣、水；

(2)*化*易揮發，濃鹽*和MnO2在加熱條件下反應制備Cl2，*氣中混有*化*，可用飽和食鹽水除去氣體中混有的HCl雜質，因*氣從溶液中製取，所以*氣中混有水蒸氣，濃硫*乾燥除去水，E用於除去ClO2中的未反應的Cl2；

(3)ClO2-與Fe2+在pH=5～7的條件下能快速反應，最終形成紅褐*沉澱，該沉澱為Fe(OH)3，而ClO2-則被還原成Cl-，據此結合化合價升降相等配平該反應的離子方程式；

(4)Fe2+具有較強換一下，易被水中溶解的氧氣氧化，故實際向自來水中加入Fe2+的量要高於理論值。

【詳解】(1)實驗室用濃鹽*和MnO2在加熱條件下反應制備Cl2，濃鹽*盛裝在分液漏斗中，燒瓶內MnO2，濃鹽*和MnO2在加熱條件下反應生成二*化錳、*氣、水，反應方程式為：MnO2+4HCl(濃) MnCl2++Cl2↑+2H2O；

(2)由於濃鹽*具有揮發*，所以在加熱時製取的*氣中混有雜質HCl和水蒸氣，為製備純淨乾燥的*氣，根據*氣不溶於飽和食鹽水的*質，可用飽和食鹽水除去氣體中混有的HCl雜質，然後用濃硫*乾燥除去水蒸氣，由於Cl2易溶於CCl4液體，E用於除去ClO2中的未反應的Cl2，所以B、C、E裝置中的試劑依次為：飽和食鹽水、濃硫*、CCl4，故B、C、E裝置中的試劑序號依次是cbd；

(3)ClO2-與Fe2+在pH=5～7的條件下能快速反應，最終形成紅褐*沉澱，該沉澱為Fe(OH)3，鐵元素化合價升高了1，而ClO2-則被還原成Cl-，化合價降低了4價，根據氧化還原反應中化合價升降總數相等，可知Fe2+和Fe(OH)3的係數為4，ClO2-、Cl-的係數為1，結合質量守恆，配平該反應的離子方程式為：ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3↓+Cl-+8H+；

(4)由於Fe2+易被水中溶解的氧氣氧化，發生反應為4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+，所以實際向自來水中加入Fe2+的量要高於理論值。

【點睛】本題以實驗室製備ClO2為載體，考查了物質製備方案的設計的知識，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，注意掌握常見元素化合物*質，試題有利於提高學生的分析能力及化學實驗能力。

知識點：物質的分離 提純和檢驗

題型：實驗,探究題