Question

【題目】二氧化氯(ClO2)可用于自來(lái)水消毒。以粗鹽為原料生產(chǎn)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(zhì)。除雜操作時(shí)，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(xué)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(yīng)生成C1O2。反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為______________。

（3）ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

步驟1：準(zhǔn)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(diào)節(jié)試樣的pH≤2．0，加入足量的KI晶體，搖勻，在暗處?kù)o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(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V2mL。(已知：)

①準(zhǔn)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(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________。

③若實(shí)驗(yàn)中使用的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液部分因被氧氣氧化而變質(zhì)，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果_________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)

④根據(jù)上述步驟可計(jì)算出原C1O2溶液的濃度為_________mol·L-1(用含字母的代數(shù)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(lán)色恰好消失，且30s內(nèi)不恢復(fù)原色 偏高

【解析】

以粗鹽為原料生產(chǎn)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(jù)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(diào)節(jié)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(yīng)Ⅱ電解氯化鈉溶液生成氫氣和NaClO3，加入鹽酸，發(fā)生反應(yīng)Ⅲ2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，得到ClO2。據(jù)此分析解答。

（1）Ca2＋應(yīng)用Na2CO3除去，SO42－應(yīng)用Ba2＋除去，Mg2＋應(yīng)用NaOH除去，同時(shí)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(jù)信息，反應(yīng)III應(yīng)是NaClO3與HCl反應(yīng)生成ClO2，根據(jù)流程，其反應(yīng)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(lái)水的消毒，即ClO2具有強(qiáng)氧化性，ClO2溶液應(yīng)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(lán)色，滴加Na2S2O3溶液過程中碘單質(zhì)被消耗，達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是：溶液恰好藍(lán)色消失，且30s內(nèi)不恢復(fù)原色；

答案為溶液恰好藍(lán)色消失，且30s內(nèi)不恢復(fù)原色；

③Na2S2O3被氧氣氧化，則消耗Na2S2O3溶液的體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高；

答案為偏高；

④根據(jù)反應(yīng)方程式，建立關(guān)系式為2ClO2～5I2～10Na2S2O3，則ClO2的濃度為=mol·L－1；

答案為mol·L－1。