Question

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：

（1）粗食鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。除雜操作時(shí)，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）

（2）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(shí)生成的氣體B是　 　；反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為　 　。

（3）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(shí)驗(yàn)：

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(xiàn)－＋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(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。（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(jì)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

（1）BaCl2 BaSO4 和BaCO3的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量的CO32-離子時(shí)，BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)

（2）H2 2NaClO3＋4HCl==2ClO2＋2NaCl＋2H2O

（3）酸式滴定管 減少實(shí)驗(yàn)誤差

【解析】

試題分析：（1）Na2CO3和NaOH分別除去 Ca2+、Mg2+，SO42-應(yīng)用鋇鹽除去，考慮不能引入雜質(zhì)，選用BaCl2溶液；由于BaSO4 和BaCO3的Ksp相差不大，加入過量的Na2CO3，使得溶液中存在大量的CO32-離子，BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)導(dǎo)致溶液中含有一定量的SO42-；（2）電解時(shí)氯元素化合價(jià)升高得到ClO2，另一極應(yīng)是化合價(jià)降低的產(chǎn)物，故為氫氣；（3）①精確的小數(shù)點(diǎn)后兩位的溶液體積可以用滴定管或移液管；②滴定時(shí)為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，要做2~3次平行實(shí)驗(yàn)；③配平步驟2方程式，得出關(guān)系式2ClO2——5I2——10S2O32-

n(ClO2)=C V2×10-3÷5= 2C V2×10-4mol

c(ClO2)=2C V2×10-4÷V2×10-3×10=mol

考點(diǎn)：考查工業(yè)流程中化學(xué)原理有關(guān)問題。