Question

【題目】二氧化氯（ClO2）可用于自來水消毒。以粗鹽為原料生產(chǎn)ClO2的工藝主要包括：①粗鹽精制；②電解微酸性NaCl溶液；③ClO2的制取。工藝流程如下圖：

⑴ 粗食鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的試劑X，X是_____(填化學(xué)式)，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO42-，其原因是_______。（已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10；Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9）

⑵上述過程中，將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。電解時生成的氣體B是__；反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為________________。

⑶ ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量，進(jìn)行了以下實驗：

步驟1：準(zhǔn)確量取ClO2溶液10.00 mL，稀釋成100 mL試樣。

步驟2：量取V1mL試樣加入到錐形瓶中，調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，搖勻，在暗處靜置30分鐘。(已知：ClO2＋I－＋H+—I2＋Cl－＋H2O 未配平)

步驟3：以淀粉溶液作指示劑，用c mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V2mL。（已知：I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-）

① 準(zhǔn)確量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃儀器是_________________________。

② 滴定過程中，至少須平行測定兩次的原因是________________________。

③ 根據(jù)上述步驟可計算出原ClO2溶液的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L－1（用含字母的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】BaCl2 BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量的CO32-離子時，BaSO4(s)會部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s) H2 2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑ 酸式滴定管 減少實驗誤差

【解析】

粗鹽水中含有的雜質(zhì)離子可以通過加除雜試劑除去，BaCl2溶液在加Na2CO3溶液之前加。精制的食鹽水在微酸性溶液中電解，得到NaClO3：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑，然后NaClO3和HCl反應(yīng)生成ClO2，方程式為2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑。

⑴粗食鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等雜質(zhì)。除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的BaCl2，除去硫酸根離子；根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理，BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量的CO32－離子時，BaSO4(s)會部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)，所以經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO42－；

⑵根據(jù)電解原理NaCl→氯酸鈉，發(fā)生氧化反應(yīng)，氯酸鈉在陽極生成，氣體B在陰極生成，所以B是氫氣；反應(yīng)Ⅲ是硫酸鈉、鹽酸生成ClO2和氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑；

⑶ClO2具有氧化性，準(zhǔn)確量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃儀器是酸式滴定管；為減少實驗誤差，至少須平行測定兩次的原因是；設(shè)原ClO2溶液的物質(zhì)的量濃度為xmol·L－1，根據(jù)ClO2~ I2~2S2O32－關(guān)系式，2×V1mL×x=V2mL×c mol·L－1，x=。