题目内容
【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：
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+、SO
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)，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO，其原因是__________________。
（已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 ；Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9）
（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ClO2。电解时生成的气体B是________；电解时阳极反应式为_________________。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V1mL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V2 mL。（已知：I2＋2S2O
＝2I－＋S4O
）
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ClO2溶液的浓度为 ________mol·L－1（用含字母的代数式表示）。
（4）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。ClO2的有效氯含量为___。(计算结果保留两位小数)
【答案】 BaCl2、NaOH、Na2CO3(错选或多选本小题不得分。NaOH溶液的加入顺序及是否答NaOH不影响得分) BaCO3和BaSO4的Ksp相差不大，当溶液中存在大量的CO32-时， BaSO4（s）会部分转化为BaCO3（s） H2 Cl--6e-+3H2O=ClO3-+6H+ 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+ Cl2↑ 酸式滴定管 溶液恰好蓝色消失，且30s内不恢复原色 偏高 
2.63
【解析】试题分析：⑴ 粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的试剂BaCl2，来除去SO42-；至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3来除去原溶液中的Ca2+和为除去SO42-而引入的Ba2+。然后再加入NaOH溶液来除去Mg2+，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，是因为在溶液中沉淀溶解平衡。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量的CO32-离子时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)；⑵将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠。根据氧化还原反应升降规律判断气体B。电解时阳极Cl-放电生成ClO3-；根据流程图可知2NaClO3、4HCl反应生成2ClO2↑、2NaCl；（3）①ClO2溶液显酸性，选择准确量取10.00 mL ClO2溶液仪器。②锥形瓶中溶液呈蓝色，滴加Na2S2O3溶液过程中碘单质被消耗，当碘单质完全被消耗时，达到滴定终点； 在碱性滴定实验过程中难免会产生误差，为了减少实验的偶然性，减少实验误差，实验至少须平行测定两次，取其平均值，这样就更接近理论值。③若Na2S2O3溶液被空气氧化，则消耗Na2S2O3溶液的体积偏大；④由方程式2ClO2＋10I－＋8H+==5I2＋2Cl－＋4H2O；I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-.得关系式ClO2～5S2O32-。n(S2O32-)=cV2×10-3mol；（4）根据定义计算；
解析：⑴往粗盐水中先加入过量的试剂BaCl2，来除去SO42-；至沉淀不再产生后，加入NaOH溶液来除去Mg2+，再加入过量的Na2CO3来除去原溶液中的Ca2+和为除去SO42-而引入的Ba2+，充分反应后将沉淀一并滤去，所以加试剂的顺序是BaCl2、NaOH、Na2CO3。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量的CO32-离子时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)，所以溶液存在SO42-；⑵将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠，根据氧化还原反应中的化合价升高与降低的总数相等，可知电解时生成的气体B为H2。电解时阳极反应式为Cl--6e-+3H2O=ClO3-+6H+；根据题意2NaClO3、4HCl反应生成2ClO2↑、2NaCl，根据电子守恒和原子守恒，此反应的化学方程式为化学方程式为2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O。（3）①ClO2溶液显酸性，所以准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是酸式滴定管。②锥形瓶中溶液呈蓝色，滴加Na2S2O3溶液过程中碘单质被消耗，当碘单质完全被消耗时，达到滴定终点，达到终点的现象是溶液恰好蓝色消失，且30s内不恢复原色； ③若Na2S2O3溶液被空气氧化，则消耗Na2S2O3溶液的体积偏大，则测定结果偏高；在碱性滴定实验过程中难免会产生误差，为了减少实验的偶然性，减少实验误差，实验至少须平行测定两次，取其平均值，这样就更接近理论值。④由方程式2ClO2＋10I－＋8H+==5I2＋2Cl－＋4H2O；I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-.得关系式ClO2～5S2O32-。n(S2O32-)=cV2×10-3mol,所以V1mL ClO2的溶液中含有的ClO2的物质的量为2cV2×10-4mol。则10ml的原溶液含有ClO2的物质的量为2CV2/V1×10-2mol.所以原ClO2溶液的物质的量浓度为2CV2/V1×10-2mol÷10-2L=
mol/L；（4）根据定义，每克ClO2的物质的量为
，x=2.63；
