Question

二氧化氯（ClO₂）可用于自來(lái)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⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)。除雜操作時(shí)，往粗鹽水中先加入過(guò)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(guò)量的Na₂CO₃和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO₄^2-，其原因是　                 　。（已知：Ksp(BaSO₄)＝1.1×10^－10；Ksp(BaCO₃)＝5.1×10^－9）
（2）上述過(guò)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(cè)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?kù)o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＋2S₂O₃^2-＝2I^－＋S₄O₆^2-）
① 準(zhǔn)確量取10.00 mL ClO₂溶液的玻璃儀器是　                    　。
② 滴定過(guò)程中，至少須平行測(cè)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CO₃^2-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  

試題分析：（1）Na₂CO₃和NaOH分別除去 Ca²⁺、Mg²⁺，SO₄^2-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(guò)量的Na₂CO₃，使得溶液中存在大量的CO₃^2-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SO₄^2-；（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——10S₂O₃^2-
n(ClO₂)=C V₂×10^-3÷5= 2C V₂×10^-4mol
c(ClO₂)=2C V₂×10^-4÷V₂×10^-3×10=mol