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：

（1）粗食盐水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO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SO，其原因是                    。（已知：Ksp(BaSO₄)＝1.1×10^－10 ；Ksp(BaCO₃)＝5.1×10^－9）

（2）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                 。

（3）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＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－）

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

⑴BaCl2 BaSO4 和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量的CO离子时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)

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

⑶酸式滴定管 减少实验误差 CV2/2V1

【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BaCl2，除去硫酸根离子；根据沉淀转化原理，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)，所以经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42－；⑵根据电解原理NaCl→氯酸钠，发生氧化反应，氯酸钠在阳极生成，气体B在阴极生成，所以B是氢气；反应Ⅲ是硫酸钠、盐酸生成ClO2和氯气，反应的化学方程式为2NaClO3＋4HCl==2ClO2＋2NaCl＋2H2O+Cl2↑；⑶ClO2具有氧化性，准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是酸式滴定管；为减少实验误差，至少须平行测定两次的原因是；设原ClO2溶液的物质的量浓度为xmol·L－1，根据ClO2~ I2~2S2O32－关系式，2×V1mL×x=V2 mL×c mol·L－1，x= CV2/2V1。

考点：本题考查化学实验。