Question

【题目】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，其中反应Ⅲ制取ClO2的化学方程式为2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。

（1）试剂X是________(填化学式)；操作A的名称是________。

（2）分析上述流程，写出反应Ⅱ的化学方程式：________________________________。

（3）用ClO2处理过的饮用水常含有一定量有害的ClO2-。我国规定饮用水中ClO2-的含量应不超过0.2 mg·L－1。测定水样中ClO2、ClO2-的含量的过程如下：

①量取20 mL水样加入到锥形瓶中，并调节水样的pH为7.0～8.0。

②加入足量的KI晶体。此过程发生反应2ClO2＋2I－=2 ClO2-＋I2。

③加入少量淀粉溶液，再向上述溶液中滴加1×10－3 mol·L－1 Na2S2O3溶液至溶液蓝色刚好褪去，消耗Na2S2O3溶液5.960 mL。此过程发生反应：2S2O32-＋I2=S4O62-＋2I－。

④调节溶液的pH≤2.0，此过程发生反应ClO2-＋4H＋＋4I－=Cl－＋2I2＋2H2O。

⑤再向溶液中滴加1×10－3 mol·L－1 Na2S2O3溶液至蓝色刚好褪去，消耗Na2S2O3溶液24.00 mL。根据上述数据计算并判断该水样中ClO2-的含量是否超过国家规定____。

Answer 1

【答案】Na2CO3 过滤 NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑ 未超过国家规定

【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)根据上述分析，试剂X碳酸钠，操作A为过滤，故答案为：Na2CO3；过滤；

(2)由题意已知条件可知，反应Ⅱ中生成NaClO3和氢气，反应的化学方程式为NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑，故答案为：NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑；

(3)由 2ClO2+2I-→2ClO2-+I2 和2S2O32-＋I2=S4O62-＋2I-，得ClO2-～Na2S2O3，n(ClO2-)= n(S2O32-)==5.96×10-6mol；由ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O 和2S2O32-＋I2=S4O62-＋2I－，得ClO2-～4Na2S2O3，n(ClO2-)总= n(S2O32-)=×=6.0×10-6mol，原水样中ClO2-的物质的量=6.0×10-6mol-5.96×10-6mol=0.04×10-6mol，原水样中ClO2-的浓度为×1000mL/L×67.5g/mol×1000mg/g=0.135 mg·L－1＜0.2 mg·L－1，未超过国家规定，故答案为：未超过国家规定。