二氧化氯（ClO2）气体是一种常用高效的自来水消毒剂．（1）KC103和浓盐酸在一定温度下反应会生成Cl02，反应方程为2KCl03十4HCl（浓）═2KCl+2Cl02↑+Cl2↑+2H20，浓盐酸在该反应中表现出的性质

Question

二氧化氯（ClO₂）气体是一种常用高效的自来水消毒剂．

（1）KC10₃和浓盐酸在一定温度下反应会生成Cl0₂，反应方程为2KCl0₃十4HCl（浓）═2KCl+2Cl0₂↑+Cl₂↑+2H₂0，浓盐酸在该反应中表现出的性质是___．
（2）实验室常用KCl0₃．草酸（H₂C₂0₄）和稀硫酸制备C10₂．该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为___
（3）将Cl0₂通入到硫化氢溶液中，然后加入少量的稀盐酸酸化的氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成．写出二氧化氯与硫化氢溶液反应的离子方程式___
（4）C10₂和Cl₂在消毒时自身均被还原为Cl^一，则常温常压下，等体积的C10₂的消毒能力是Cl₂的___倍．
（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^-1之间．碘量法可以检测水中ClO₂的浓度（不同pH环境中粒子种类如图所示），步骤如下：
Ⅰ．取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再将反应后溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝．
Ⅱ．加入一定量的Na₂S₂0₃溶液．（己知：2S₂O

2-

3

+I₂═SO+2I^-）
Ⅲ．加硫酸调节水样pH至1--3．
请问答：
①操作I中反应的离子方程式是___
②在操作III过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是___
③若水样的体积为1.0L，在操作II时消耗了1.0×10^-3mol•L^一1，的Na₂S₂0₃溶液10mL．则水样中Cl0₂的浓度是___ mg•L^一1．

Answer 1

（1）根据KC1O₃和浓盐酸反应的方程式可知，浓盐酸中部分氯元素的化合价从-1升为0价，还有部分生成氯化钾，所以浓盐酸在该反应中表现出的性质是还原性和酸性，
故答案为：还原性和酸性；
（2）KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性条件下反应生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，反应的方程式为2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄(△.)/()2ClO₂↑+2CO₂↑+2KHSO₄+2H₂O，氧化产物为CO₂，还原产物为ClO₂，二者物质的量之比为1：1；
故答案为：1：1；
（3）硫酸钡难溶于盐酸，即反应生成硫酸钡，ClO₂通入到硫化氢溶液中，生成了硫酸根，所以离子反应方程式为：5H₂S+8ClO₂+4H₂O=18H⁺+5SO₄^2-+8Cl^-，
故答案为：5H₂S+8ClO₂+4H₂O=18H⁺+5SO₄^2-+8Cl^-；
（4）molC1O₂和Cl₂在消毒时自身均被还原为Cl^-，每molC1O₂被还原为Cl^-，要得5mol电子，每molC1₂被还原为Cl^-，要得2mol电子，根据电子转移数目相等可知等体积的C1O₂的消毒能是Cl₂的2.5倍，
故答案为：2.5；
（5）①用氢氧化钠溶液调至中性，由图知，此条件下粒子种类为 ClO₂，ClO₂将加入的碘化钾氧化为I₂，自身被还原成ClO₂^-，离子方程式为：2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂，
故答案为：2ClO₂+2I^-=2ClO₂^-+I₂；
②由图示表明，pH至1～3时，ClO₂^-将I^-氧化成I，生成的I₂，离子方程式为：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O，
故答案为：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O；
③S₂O₃^2-～～～～I^-～～～～ClO₂              
             1           1         1
   1.0×10^-3 mol/L×0.01L          1.0×10^-5mol
m（ClO₂）=n（ClO₂）×M（ClO₂）=1.0×10^-5mol×67.5×10³mg•mol^-1=0.675mg
由于水样为 1L，所以 ClO₂ 的浓度为(0.675mg)/(1L)=0.675 mg•L^-1，
故答案为：0.675．