二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑。實驗室用NH4Cl鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料,通過以下過程(如圖1所示)制備ClO2:
(1)NH4Cl溶液中離子濃度由大到小的順序為
(Cl-)>(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
(Cl-)>(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
。
(2)已知NCl3和NH4Cl中氮的化合價相同,則電解時的陽極反應式為NH4++3Cl--6e-═NCl3+4H+
NH4++3Cl--6e-═NCl3+4H+
。
(3)用如圖2裝置可以測定混合氣中ClO2的含量:
Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水,使液面沒過玻璃液封管的管口;
Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收;
Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中;
Ⅴ.用0.200mol?L-1的硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),指示劑顯示終點時共用去20.00mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中:
①ClO2通入錐形瓶中與酸性碘化鉀溶液反應(還原產物為Cl-),反應的離子方程式為:2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O
2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O
;玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO2氣體(避免碘的逸出)
吸收殘留的ClO2氣體(避免碘的逸出)
。
②步驟Ⅴ中加入的指示劑通常為淀粉溶液
淀粉溶液
,滴定至終點的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內不變色
溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內不變色
。
③測定混合氣中ClO2的質量為0.05400
0.05400
g。
(4)已知NCl3水解可以生成一種弱酸和一種弱堿寫出該反應的化學方程式:NCl3+3H2O=NH3↑+3HClO
NCl3+3H2O=NH3↑+3HClO
。