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

问题描述:

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,有下列两种制备方法:
方法一:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+NaSO4+O2↑+2H2O
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 ___ .
(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-).2001年我国卫生部规定,饮用水ClO2-的含量应不超过0.2mg•L-1
饮用水中ClO2、ClO2-的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的关系如右图所示.当pH≤2.0时,ClO2-也能被I-
完全还原成Cl-.反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI
①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VmL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:加少量淀粉溶液,用cmol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL.
步骤5: ___ .
步骤6;再用cmol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL.
③根据上述分析数据,测得该饮用水样中的ClO2-的浓度为 ___ mg•L-1(用含字母的代数式表示).
④若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的,该反应的氧化产物是 ___ (填化学式)

(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-,根据质量守恒可写出离子方程式为: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,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-

v1
1000
         
则n(ClO2-)=2
v1
1000

由ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O 和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
得:ClO2-~2Na2S2O3
       1      2
n(ClO2-  
v2
1000
     
n(ClO2-=
1
2
×
v2
1000

原水样中ClO2-浓度=
c(V2-4V1)
4V

故答案为:
c(V2-4V1)
4V

④根据反应:4Fe2++ClO2-+2H2O═4Fe3++Cl-+4OH-,Fe3++3OH-═Fe(OH)3,所以氧化产物为Fe(OH)3(FeCl3),故答案为:Fe(OH)3