Question

14．二氧化氯（C1O₂）是第四代殺菌消毒劑，因其高效、無污染而被廣泛使用．圖1是氯化鈉電解法生產(chǎn)C1O₂的工藝流程．已知：①二氧化氯是一種強氧化性氣體，呈黃綠色，易溶于水的，不與水反應(yīng)．②純C1O₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或氮氣稀釋到10%以下安全．③C1O₂和C1₂的熔沸點如表所示．

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃
ClO2	-59	11
Cl2	-107	-34.6

（1）用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)．向粗鹽水中依次中加入過量的BaCl₂溶液、過量的NaOH溶液和過量的Na₂CO₃溶液，過濾后向濾液中加入鹽酸至溶液呈中性．
（2）將食鹽水加入電解槽中，70℃左右電解得到氯酸鈉（NaC1O₃）和氣體X，則X的化學(xué)式為H₂．
（3）“合成”中的化學(xué)皮應(yīng)方程式為2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．
（4）分離C1O₂和Cl₂混合氣體可采用的方法是將混合氣體用冷水浴降溫，使C1O₂液化分離出來．
（5）C1O₂可用于處理含硫的廢水．課外實驗小組為了探究C1O₂與Na₂S溶液反應(yīng)的產(chǎn)物中含有Cl^-和SO₄^2-，不含SO₃^2-．設(shè)計了圖2實驗裝置：

①在裝置Ⅱ中C1O₂和NaOH溶液反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的兩種鹽，其中一種鹽為NaC1O₂，寫出該反應(yīng)的離子方程式2C1O₂+2OH^-=C1O₂^-+C1O₃^-+H₂O．
②請補充完整實驗步驟：將用氮氣稀釋后的足量C1O₂通入I中的Na₂S溶液中充分反應(yīng)，得到無色澄清溶液．i．取少量I中溶液于試管甲中，加入Ba（NO₃）₂溶液，振蕩，如有白色沉淀生成，證明溶液中無SO₃^2-，ii．另取少量I中溶液于試管乙中，滴加Ba（NO₃）₂溶液至過量，靜置，取上層清液于試管丙中，加入足量的稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，如有白色沉淀生成，則證明有Cl^-生成．

Answer 1

分析 （1）粗鹽的提純，需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)，在除雜的過程中每步加入的試劑必須是過量的，使離子除盡，據(jù)此進行分析；
（2）NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaC1O₃+3H₂↑，據(jù)此進行分析；
（3）NaC1O₃和鹽酸反應(yīng)生成二氧化氯、氯氣、氯化鈉和水；
（4）利用二氧化氯和氯氣的性質(zhì)差異進行分離；
（5）①C1O₂和NaOH反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的兩種鹽，其中一種鹽為NaC1O₂，故另一種鹽為NaC1O₃，據(jù)此進行分析；
②將用氮氣稀釋后的足量C1O₂通入I中的Na₂S溶液中充分反應(yīng)，得到無色澄清溶液．i．取少量I中溶液于試管甲中，證明溶液中無SO₃^2-，ii．另取少量I中溶液于試管乙中．

解答 解：（1）過量的BaCl₂溶液除去SO₄^2-，過量的NaOH溶液除去Mg²⁺，過量的Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺、Ba²⁺，
故答案為：過量的BaCl₂；
（2）電解反應(yīng)為NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaC1O₃+3H₂↑，故X的化學(xué)式為H₂，
故答案為：H₂；
（3）NaC1O₃和鹽酸反應(yīng)生成二氧化氯，氯氣，氯化鈉和水，故化學(xué)方程式為2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，
故答案為：2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；
（4）分離C1O₂和Cl₂混合氣體可采用的方法是將混合氣體用冷水浴降溫，使C1O₂液化分離出來，
故答案為：將混合氣體用冷水浴降溫，使C1O₂液化分離出來；
（5）①C1O₂和NaOH反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的兩種鹽，其中一種鹽為NaC1O₂，故另一種鹽為NaC1O₃，故化學(xué)方程式為2C1O₂+2NaOH=NaC1O₂+NaC1O₃+H₂O，故離子方程式為2C1O₂+2OH^-=C1O₂^-+C1O₃^-+H₂O，
故答案為：2C1O₂+2OH^-=C1O₂^-+C1O₃^-+H₂O；
②將用氮氣稀釋后的足量C1O₂通入I中的Na₂S溶液中充分反應(yīng)，得到無色澄清溶液．i．取少量I中溶液于試管甲中，加入Ba（NO₃）₂溶液，振蕩，如有白色沉淀生成，證明有SO₃^2-；繼續(xù)向試管乙中滴加Ba（NO₃）₂溶液至過量，靜置，取上層清液于試管丙中，加入足量的稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，如有白色沉淀生成，則證明有Cl^-生成，
故答案為：加入Ba（NO₃）₂溶液，振蕩，如有白色沉淀生成；滴加Ba（NO₃）₂溶液至過量，靜置，取上層清液于試管丙中，加入足量的稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，如有白色沉淀生成，則證明有Cl^-生成．

點評 本題考查物質(zhì)的提純，化學(xué)方程式以及離子方程式的書寫，離子的檢驗方法等，本題難度中等．