Question

【题目】二氧化氯（ClO2）可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括：①粗盐精制；②电解微酸性NaCl溶液；③ClO2的制取。工艺流程如下图：

⑴ 粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的试剂X，X是_____(填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤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上述过程中，将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2。电解时生成的气体B是__；反应Ⅲ的化学方程式为________________。

⑶ ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了以下实验：

步骤1：准确量取ClO2溶液10.00 mL，稀释成100 mL试样。

步骤2：量取V1mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30分钟。(已知：ClO2＋I－＋H+—I2＋Cl－＋H2O 未配平)

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

① 准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是_________________________。

② 滴定过程中，至少须平行测定两次的原因是________________________。

③ 根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的物质的量浓度为__________mol·L－1（用含字母的代数式表示）。

Answer 1

【答案】BaCl2 BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量的CO32-离子时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s) H2 2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑ 酸式滴定管 减少实验误差

【解析】

粗盐水中含有的杂质离子可以通过加除杂试剂除去，BaCl2溶液在加Na2CO3溶液之前加。精制的食盐水在微酸性溶液中电解，得到NaClO3：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑，然后NaClO3和HCl反应生成ClO2，方程式为2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑。

⑴粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2，除去硫酸根离子；根据沉淀转化原理，BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量的CO32－离子时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)，所以经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42－；

⑵根据电解原理NaCl→氯酸钠，发生氧化反应，氯酸钠在阳极生成，气体B在阴极生成，所以B是氢气；反应Ⅲ是硫酸钠、盐酸生成ClO2和氯气，反应的化学方程式为2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑；

⑶ClO2具有氧化性，准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是酸式滴定管；为减少实验误差，至少须平行测定两次的原因是；设原ClO2溶液的物质的量浓度为xmol·L－1，根据ClO2~ I2~2S2O32－关系式，2×V1mL×x=V2mL×c mol·L－1，x=。