Question

【题目】二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产C1O2的工艺主要包括：①粗盐精制；②电解微酸性NaC1溶液；③C1O2的制取。工艺流程如下图：

提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液

（1）粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的试剂X，选出试剂X所代表的试剂，按滴加顺序依次为是__________________________(填化学式)。

（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C1O2。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V1 mL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V2mL。(已知：)

①准确量取10．00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是__________________。

②上述步骤3中滴定终点的现象是__________________________。

③若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质，则实验结果_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)

④根据上述步骤可计算出原C1O2溶液的浓度为_________mol·L-1(用含字母的代数式表示)。

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 溶液蓝色恰好消失，且30s内不恢复原色 偏高

【解析】

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。根据流程图，粗盐水中加入氢氧化钠除去镁离子，再加入试剂X除去钙离子生成碳酸钙，因此X为碳酸钠，过滤后得到氢氧化镁和碳酸钙沉淀；用适量盐酸调节溶液的酸性，除去过量的氢氧化钠和碳酸钠得到纯净的氯化钠溶液，反应Ⅱ电解氯化钠溶液生成氢气和NaClO3，加入盐酸，发生反应Ⅲ2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，得到ClO2。据此分析解答。

（1）Ca2＋应用Na2CO3除去，SO42－应用Ba2＋除去，Mg2＋应用NaOH除去，同时Na2CO3还要除去多余BaCl2，因此顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH；

答案为NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH；

（2）根据信息，反应III应是NaClO3与HCl反应生成ClO2，根据流程，其反应的方程式为2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O＋Cl2↑；

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

（3）①ClO2能用于自来水的消毒，即ClO2具有强氧化性，ClO2溶液应盛放在酸式滴定管中；

答案为酸式滴定管；

②锥形瓶溶液显蓝色，滴加Na2S2O3溶液过程中碘单质被消耗，达到终点的现象是：溶液恰好蓝色消失，且30s内不恢复原色；

答案为溶液恰好蓝色消失，且30s内不恢复原色；

③Na2S2O3被氧气氧化，则消耗Na2S2O3溶液的体积增大，测定结果偏高；

答案为偏高；

④根据反应方程式，建立关系式为2ClO2～5I2～10Na2S2O3，则ClO2的浓度为=mol·L－1；

答案为mol·L－1。