问题详情:
二氧化*(ClO2)常用于处理含硫废水。某学习小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。
已知:① ClO2是极易溶于水的黄绿*气体,有毒,沸点为11℃。
② SO2 + NaClO3 + H2SO4→ ClO2 + NaHSO4(未配平)
③ ClO2 + NaOH→NaCl + NaClO3 + H2O(未配平)
请回答下列问题:
(1)设计如下装置制备ClO2
①装置A中反应的化学方程式为__________________________________。
②装置B中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
③欲收集一定量的ClO2,选择上图中的装置,其连接顺序为a→ g→ h→ _________________→d。
(2)探究ClO2与Na2S的反应
将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定*,并将适量的稀释后的ClO2通入如图所示装置中充分反应,得到无*澄清溶液。一段时间后,通过下列实验探究Ⅰ中反应的产物
*作步骤 | 实验现象 | 结论 |
取少量Ⅰ中溶液放入试管*中,滴加品红溶液和盐*。 | 品红溶液始终不褪* | ①无_______生成。 |
另取少量Ⅰ中溶液放入试管乙中,加入Ba(OH)2溶液和盐*,振荡。 | ②___________ | 有SO42-生成 |
③继续在试管乙中加入Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液放入试管*中,______________。 | 有白*沉淀生成 | 有Cl-生成 |
④ClO2与Na2S反应的离子方程式为_________________________________________。用于处理含硫废水时,ClO2相对于Cl2的优点是_____________________________________________(任写一条)。
【回答】
Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑ + 2H2O 2:1 b→c→e→f SO2 有白*沉淀 加入足量***化的AgNO3溶液 8ClO2 + 5S2- + 4H2O8Cl- + 5SO42- + 8H+ 均被还原为Cl-时,ClO2得到的电子数是Cl2的2.5倍,所需ClO2用量更少;或氧化产物硫*根稳定,ClO2除硫更彻底; 或ClO2不会生成可能对人体有害的有机*化物等(合理即可)
【解析】
①装置A中Cu与浓硫*反应制备二氧化硫,其化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;故*为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
②由题意知装置B中反应为SO2 + 2NaClO3 + H2SO4= 2ClO2 + 2NaHSO4,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1;*:2:1。
③二氧化硫从a出来,为防止倒吸,故应在B之前有安全瓶,则a→g→h,为反应充分,故再连接B装置中的b,二氧化*沸点较低,故在D中*水浴收集,为充分冷却,便于收集,故连接e,最后用*氧化*吸收未反应完的二氧化硫,防止污染空气,连接顺序为:a→g→h→b→c→e→f→d;故*为:b→c→e→f;
④在Ⅰ中反应过后的溶液加入品红,品红始终不褪*,说明不是由于SO2的漂白作用导致褪*,结论是无SO2生成。*:SO2。
在Ⅰ中反应过后的溶液加入Ba(OH)2,结论是有SO42-生成,所以反应生成BaSO4,现象应为白*沉淀。*:白*沉淀;
若生成可以*Cl-存在的白*沉淀,那么*作应为加入足量稀***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-,用溶剂H2O补全反应方程式,所以离子方程式为8ClO2 + 5S2- + 4H2O8Cl- + 5SO42- + 8H+;ClO2相对于Cl2优点包括: ClO2除硫效果彻底,氧化产物硫*根稳定,ClO2在水中的溶解度大;剩余的ClO2不会产生二次污染,均被还原为Cl-时,ClO2得到的电子数是Cl2的2.5倍等。
知识点:溴、*及其化合物
题型:实验,探究题