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。与Cl2相比,ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
(1)在ClO2的制备方法中,有下列两种常用制备方法:
方法一:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
①方法一中浓盐酸在反应中显示出来的性质是BB(填序号)。
A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
②若方法一的反应中产生0.1mol ClO2,则转移电子的物质的量为0.10.1mol。
③用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是方法二制备的ClO2中不含Cl2方法二制备的ClO2中不含Cl2。
(2)我国最近成功研制出制取ClO2的新方法,其反应的微观过程如图1所示:

该反应的化学方程式为Cl2+2NaClO2═2NaCl+2ClO2Cl2+2NaClO2═2NaCl+2ClO2。
(3)消毒时,ClO2还可将Fe2+、Mn2+转化成难溶物Fe(OH)3、MnO2除去,请写出二氧化氯与Mn2+反应的离子方程式:2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-。
(4)ClO2对污水中S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN-a mg/L,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种气体,其离子反应方程式为2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-;2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-;;处理100 m3这种污水,至少需要ClO23.85a3.85a mol。
(5)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
Ⅰ.取一定体积的水样用氢氧化钠溶液调至中性,然后加入一定量的碘化钾,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-)Ⅲ.重复上述操作2~3次。
操作时,不同pH环境中粒子种类如图2所示:
请回答:①操作Ⅰ中反应的离子方程式是2ClO2+2I-=2ClO2-+I22ClO2+2I-=2ClO2-+I2;
②确定操作Ⅱ恰好完全反应的现象是蓝色消失,半分钟内不变色蓝色消失,半分钟内不变色;
③若水样的体积为1.0L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是0.6750.675mg/L。
【答案】B;0.1;方法二制备的ClO2中不含Cl2;Cl2+2NaClO2═2NaCl+2ClO2;2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-;2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-;;3.85a;2ClO2+2I-=2ClO2-+I2;蓝色消失,半分钟内不变色;0.675
【解答】
【点评】
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