二氧化*(ClO2)常用於處理含硫廢水。某學習小組在實驗室中探究ClO2與Na2S的反應。已知:①ClO2是極...
問題詳情:
二氧化*(ClO2)常用於處理含硫廢水。某學習小組在實驗室中探究ClO2與Na2S的反應。
已知:① ClO2是極易溶於水的黃綠*氣體,有毒,沸點為11℃。
② SO2 + NaClO3 + H2SO4→ ClO2 + NaHSO4(未配平)
③ ClO2 + NaOH→NaCl + NaClO3 + H2O(未配平)
請回答下列問題:
(1)設計如下裝置製備ClO2
①裝置A中反應的化學方程式為__________________________________。
②裝置B中反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為___________。
③欲收集一定量的ClO2,選擇上圖中的裝置,其連線順序為a→ g→ h→ _________________→d。
(2)探究ClO2與Na2S的反應
將上述收集到的ClO2用N2稀釋以增強其穩定*,並將適量的稀釋後的ClO2通入如圖所示裝置中充分反應,得到無*澄清溶液。一段時間後,通過下列實驗探究Ⅰ中反應的產物
*作步驟 | 實驗現象 | 結論 |
取少量Ⅰ中溶液放入試管*中,滴加品紅溶液和鹽*。 | 品紅溶液始終不褪* | ①無_______生成。 |
另取少量Ⅰ中溶液放入試管乙中,加入Ba(OH)2溶液和鹽*,振盪。 | ②___________ | 有SO42-生成 |
③繼續在試管乙中加入Ba(OH)2溶液至過量,靜置,取上層清液放入試管*中,______________。 | 有白*沉澱生成 | 有Cl-生成 |
④ClO2與Na2S反應的離子方程式為_________________________________________。用於處理含硫廢水時,ClO2相對於Cl2的優點是_____________________________________________(任寫一條)。
【回答】
Cu + 2H2SO4(濃)CuSO4 + SO2↑ + 2H2O 2:1 b→c→e→f SO2 有白*沉澱 加入足量***化的AgNO3溶液 8ClO2 + 5S2- + 4H2O8Cl- + 5SO42- + 8H+ 均被還原為Cl-時,ClO2得到的電子數是Cl2的2.5倍,所需ClO2用量更少;或氧化產物硫*根穩定,ClO2除硫更徹底; 或ClO2不會生成可能對人體有害的有機*化物等(合理即可)
【解析】
①裝置A中Cu與濃硫*反應制備二氧化硫,其化學方程式為:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O;故*為:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O;
②由題意知裝置B中反應為SO2 + 2NaClO3 + H2SO4= 2ClO2 + 2NaHSO4,所以氧化劑與還原劑的物質的量之比為2:1;*:2:1。
③二氧化硫從a出來,為防止倒吸,故應在B之前有安全瓶,則a→g→h,為反應充分,故再連線B裝置中的b,二氧化*沸點較低,故在D中*水浴收集,為充分冷卻,便於收集,故連線e,最後用*氧化*吸收未反應完的二氧化硫,防止汙染空氣,連線順序為:a→g→h→b→c→e→f→d;故*為:b→c→e→f;
④在Ⅰ中反應過後的溶液加入品紅,品紅始終不褪*,說明不是由於SO2的漂白作用導致褪*,結論是無SO2生成。*:SO2。
在Ⅰ中反應過後的溶液加入Ba(OH)2,結論是有SO42-生成,所以反應生成BaSO4,現象應為白*沉澱。*:白*沉澱;
若生成可以*Cl-存在的白*沉澱,那麼*作應為加入足量稀***化的AgNO3溶液。*:加入足量***化的AgNO3溶液;
由上述分析可知,生成物有SO42-和Cl-,用溶劑H2O補全反應方程式,所以離子方程式為8ClO2 + 5S2- + 4H2O8Cl- + 5SO42- + 8H+;ClO2相對於Cl2優點包括: ClO2除硫效果徹底,氧化產物硫*根穩定,ClO2在水中的溶解度大;剩餘的ClO2不會產生二次汙染,均被還原為Cl-時,ClO2得到的電子數是Cl2的2.5倍等。
知識點:溴、*及其化合物
題型:實驗,探究題
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