题目内容
【题目】用高效的二氧化氯(ClO2)替代液氯进行消毒,可避免产生对人体健康有害的有机氯代物。
(1)工业上,ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加硫酸酸化后反应制得,则化学反应方程式为___,在该反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为________。
(2)有效氯含量是含氯消毒剂的一个重要指标,有效氯含量的定义:从HI中氧化出相同量的I2所需Cl2的质量与指定含氯消毒剂的质量之比,常用百分数表示。则ClO2的有效氯含量是________。
(3)化学小组的同学欲对用ClO2消毒过的自来水进行氯元素含量的测定(假定ClO2全部转化为Cl-),他们进行了如下实验:向30.00 mL水样中加几滴K2CrO4溶液作指示剂,用0.001 mol·L-1AgNO3溶液滴定,当有砖红色Ag2CrO4沉淀出现时,达滴定终点,此时用去AgNO3溶液12.12 mL。
①水样中Cl-的物质的量浓度是________。
②已知Ksp(AgCl)=1.780×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10-12。如在滴定终点时,测得溶液中CrO42-的浓度是5.000×10-3mol·L-1。试计算此时溶液中Cl-的浓度是________。
【答案】2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O 2∶1 263%(或2.63) 4.040×10-4mol·L-1 8.900×10-6mol·L-1
【解析】
(1)根据题意,可知发生反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O,n(NaClO3)∶n(Na2SO3)=2∶1。
(2)根据题意可知,2 mol HI被氧化生成1 mol I2,反应中转移2 mol电子,消耗氧化剂Cl271 g。若用ClO2氧化HI得到I2,反应的化学方程式为2ClO2+10HI=5I2+2HCl+4H2O,若生成1 mol I2则消耗ClO2的物质的量为mol,其质量为27 g,因此ClO2的有效氯含量为×100%≈263%。
(3)①溶液中发生的离子反应为:Ag++Cl-=AgCl↓,则n(Ag+)=n(Cl-),0.001 mol·L-1×12.12×10-3L=c(Cl-)×30.00×10-3L,因此c(Cl-)=4.040×10-4mol·L-1。
②在滴定终点时,c(CrO)=5.000×10-3mol·L-1,根据Ksp(Ag2CrO4)=2.000×10-12,则c(Ag+)==2.000×10-5(mol·L-1),根据Ksp(AgCl)=1.780×10-10,则c(Cl-)==8.900×10-6(mol·L-1)。