Question

【題目】二氧化氯(ClO2)可用于自來水消毒。以粗鹽為原料生產C1O2的工藝主要包括：①粗鹽精制；②電解微酸性NaC1溶液；③C1O2的制取。工藝流程如下圖：

提供的試劑：飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液

（1）粗食鹽水中含有Ca2+、Mg2+、等雜質。除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的試劑X，選出試劑X所代表的試劑，按滴加順序依次為是__________________________(填化學式)。

（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C1O2。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V1 mL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V2mL。(已知：)

①準確量取10．00 mL ClO2溶液的玻璃儀器是__________________。

②上述步驟3中滴定終點的現象是__________________________。

③若實驗中使用的Na2S2O3標準溶液部分因被氧氣氧化而變質，則實驗結果_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)

④根據上述步驟可計算出原C1O2溶液的濃度為_________mol·L-1(用含字母的代數式表示)。

Answer 1

【答案】NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH 2NaClO3+4HCl = 2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑ 酸式滴定管 溶液藍色恰好消失，且30s內不恢復原色 偏高

【解析】

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。根據流程圖，粗鹽水中加入氫氧化鈉除去鎂離子，再加入試劑X除去鈣離子生成碳酸鈣，因此X為碳酸鈉，過濾后得到氫氧化鎂和碳酸鈣沉淀；用適量鹽酸調節溶液的酸性，除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉得到純凈的氯化鈉溶液，反應Ⅱ電解氯化鈉溶液生成氫氣和NaClO3，加入鹽酸，發生反應Ⅲ2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，得到ClO2。據此分析解答。

（1）Ca2＋應用Na2CO3除去，SO42－應用Ba2＋除去，Mg2＋應用NaOH除去，同時Na2CO3還要除去多余BaCl2，因此順序是NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH；

答案為NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH；

（2）根據信息，反應III應是NaClO3與HCl反應生成ClO2，根據流程，其反應的方程式為2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O＋Cl2↑；

答案為2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O＋Cl2↑；

（3）①ClO2能用于自來水的消毒，即ClO2具有強氧化性，ClO2溶液應盛放在酸式滴定管中；

答案為酸式滴定管；

②錐形瓶溶液顯藍色，滴加Na2S2O3溶液過程中碘單質被消耗，達到終點的現象是：溶液恰好藍色消失，且30s內不恢復原色；

答案為溶液恰好藍色消失，且30s內不恢復原色；

③Na2S2O3被氧氣氧化，則消耗Na2S2O3溶液的體積增大，測定結果偏高；

答案為偏高；

④根據反應方程式，建立關系式為2ClO2～5I2～10Na2S2O3，則ClO2的濃度為=mol·L－1；

答案為mol·L－1。