Question

【題目】二氧化氯(ClO2)可用于自來水消毒。以粗鹽為原料生產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+、SO42-等雜質。除雜操作時，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生成C1O2。電解時生成的氣體B是___：電解時陽極反應式為__。反應Ⅲ的化學方程式為___。

（3）ClO2很不穩定，需隨用隨制，產物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量，進行了以下實驗：

步驟1：準確量取ClO2溶液10.00mL，稀釋成100mL試樣。

步驟2：量取V1mL試樣加入到錐形瓶中，調節試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，搖勻，在暗處靜置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cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V2mL。(已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)

①準確量取10.00mLClO2溶液的玻璃儀器是__。

②上述步驟3中滴定終點的現象是___。

③若實驗中使用的Na2S2O3標準溶液部分因被氧氣氧化而變質，則實驗結果__(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)

④根據上述步驟可計算出原C1O2溶液的濃度為__mol·L-1(用含字母的代數式表示)。

Answer 1

【答案】BaCl2、NaOH、Na2CO3(Na2CO3放在BaCl2后面) H2 C1－－6e－+3H2O=ClO3－+6H+ 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑ 酸式滴定管 溶液藍色恰好消失，且30s內不恢復原色 偏高

【解析】

（1）對粗鹽溶液中的鈣離子、鎂離子、硫酸根離子等雜質離子除去的過程，根據除雜不引入新雜質為原則，用氯化鋇除去硫酸根離子，用碳酸鈉除去鈣離子和過量的鋇離子，用氫氧化鈉除去鎂離子，需要注意的是碳酸鈉溶液要最后再加入，否則過量的鋇離子無法除去，對于氫氧化鈉試劑，可以先加也可以后加，對除去其他雜質離子無影響，因此沉淀劑的加入順序為NaOH、BaCl2、Na2CO3，也可以BaCl2、NaOH、Na2CO3；

答案為：BaCl2、NaOH、Na2CO3(Na2CO3放在BaCl2后面)。

（2）將食鹽水在特定條件下電解得到氯酸鈉，氯元素的化合價由-1價升高為+5價，失電子，發生氧化反應，該過程在電解池陽極完成，電極反應式為：C1－－6e－+3H2O=ClO3－+6H+；陰極得電子，發生還原反應，水在陰極得電子生成氫氧根放出氫氣；反應Ⅲ為電解得到的氯酸鈉與鹽酸發生氧化還原反應生成C1O2，根據電子得失守恒，物料守恒，化學方程式為：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑；

答案為：H2；C1－－6e－+3H2O=ClO3－+6H+； 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑。

（3）①進行滴定實驗，需要使用酸堿滴定管，酸式滴定管用來盛放酸性或氧化性溶液，堿式滴定管控制液體的活塞是橡膠，易被氧化，一般用來盛放堿性溶液；ClO2具有氧化性，應盛放在酸式滴定管中；

答案為：酸式滴定管。

②以淀粉溶液作指示劑，用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點，根據已知反應I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，加入最后一滴Na2S2O3溶液，藍色恰好消失，且30s內不恢復原色；

答案為：加入最后一滴Na2S2O3溶液，藍色恰好消失，且30s內不恢復原色。

③若實驗中使用的Na2S2O3標準溶液部分因被氧氣氧化而變質，Na2S2O3的濃度會降低，滴定時消耗標準液的體積增大，根據，則實驗結果會偏高；

答案為：偏高。

④用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V2mL ，根據反應I2+2S2O32-=2I-+S4O62-， 2ClO2+10I－+8H+=5I2+2Cl－+4H2O可知，2ClO2~5I2~ 10S2O32-，n（S2O32-）=cV2×10-3mol則所以V1mLClO2的溶液中含有的ClO2的物質的量為2cV2×10-4mol，則10mL的原溶液含有ClO2的物質的量為：2cV2×10-4mol××10-2mol，所以原ClO2溶液的物質的量濃度為：mol/L；

答案為：。