Question

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V2 mL。（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

⑴ 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)

⑵H2 2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O

⑶ ①酸式滴定管 ②减少实验误差 ③

【解析】

试题分析：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BaCl2，来除去SO42-；至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3来除去原溶液中的Ca2+和为除去SO42-而引入的Ba2+。然后再加入NaOH溶液来除去Mg2+，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-，是因为在溶液中沉淀溶解平衡。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) 。⑵将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠。根据氧化还原反应中的化合价升高与降低的总数相等可知电解时生成的气体B为H2。根据题意反应Ⅲ的化学方程式为2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O。（3）①ClO2溶液显酸性，所以准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是酸式滴定管。② 在碱性滴定实验过程中难免会产生误差，为了减少实验的偶然性，减少实验误差，实验至少须平行测定两次，取其平均值，这样就更接近理论值。③由方程式2ClO2＋10I－＋8H+==5I2＋2Cl－＋4H2O；I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-.得关系式ClO2～5S2O32-。n(S2O32-)=cV2×10-3mol,所以V1mL ClO2的溶液中含有的ClO2的物质的量为2cV2×10-4mol 。则10ml的原溶液含有ClO2的物质的量为2CV2/V1×10-2mol.所以原ClO2溶液的物质的量浓度为2CV2/V1×10-2mol÷10-2L= mol/L。

考点：考查杂质的除去、氧化还原反应方程式的书写、物质的量浓度的计算的知识。