Question

【題目】二氧化氯（ClO2）可用于自來水消毒。以粗鹽為原料生產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+、SO等雜質。除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的試劑X，X是 (填化學式)，至沉淀不再產生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去。經檢測發現濾液中仍含有一定量的SO，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生成ClO2。電解時生成的氣體B是 ；反應Ⅲ的化學方程式為 。

（3）ClO2很不穩定，需隨用隨制，產物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量，進行了以下實驗：

步驟1：準確量取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，調節試樣的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－＋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，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。（已知：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－）

① 準確量取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 根據上述步驟可計算出原ClO2溶液的物質的量濃度為 mol·L－1（用含字母的代數式表示）。

Answer 1

【答案】⑴BaCl2 BaSO4 和BaCO3的Ksp相差不大，當溶液中存在大量的CO離子時，BaSO4(s)會部分轉化為BaCO3(s)

⑵H2 2NaClO3＋4HCl==2ClO2＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑

⑶酸式滴定管 減少實驗誤差 CV2/2V1

【解析】

試題分析：⑴粗食鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等雜質。除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的BaCl2，除去硫酸根離子；根據沉淀轉化原理，BaSO4 和BaCO3的Ksp相差不大，當溶液中存在大量的CO32－離子時，BaSO4(s)會部分轉化為BaCO3(s)，所以經檢測發現濾液中仍含有一定量的SO42－；⑵根據電解原理NaCl→氯酸鈉，發生氧化反應，氯酸鈉在陽極生成，氣體B在陰極生成，所以B是氫氣；反應Ⅲ是硫酸鈉、鹽酸生成ClO2和氯氣，反應的化學方程式為2NaClO3＋4HCl==2ClO2＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑；⑶ClO2具有氧化性，準確量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃儀器是酸式滴定管；為減少實驗誤差，至少須平行測定兩次的原因是；設原ClO2溶液的物質的量濃度為xmol·L－1，根據ClO2~ I2~2S2O32－關系式，2×V1mL×x=V2 mL×c mol·L－1，x= CV2/2V1。