Question

二氧化氯（ClO₂）可用于自來(lái)水消毒。以粗鹽為原料生產(chǎn)ClO₂的工藝主要包括：①粗鹽精制；②電解微酸性NaCl溶液；③ClO₂的制取。工藝流程如下圖：

⑴ 粗食鹽水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)。除雜操作時(shí)，往粗鹽水中先加入過(guò)量的試劑X，X是　   　(填化學(xué)式)，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過(guò)量的Na₂CO₃和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO₄^2-，其原因是　      。（已知：Ksp(BaSO₄)＝1.1×10^－10；Ksp(BaCO₃)＝5.1×10^－9）
⑵上述過(guò)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(yīng)生成ClO₂。電解時(shí)生成的氣體B是　 ；反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為　              　。
⑶ ClO₂很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO₂溶液。為測(cè)定所得溶液中ClO₂的含量，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
步驟1：準(zhǔn)確量取ClO₂溶液10.00 mL，稀釋成100 mL試樣。
步驟2：量取V₁mL試樣加入到錐形瓶中，調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，搖勻，在暗處?kù)o置30分鐘。(已知：ClO₂＋I(xiàn)^－＋H⁺—I₂＋Cl^－＋H₂O 未配平)
步驟3：以淀粉溶液作指示劑，用c mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知：I₂＋2S₂O₃^2-＝2I^－＋S₄O₆^2-）
① 準(zhǔn)確量取10.00 mL ClO₂溶液的玻璃儀器是　                       　。
② 滴定過(guò)程中，至少須平行測(cè)定兩次的原因是　                      　。
③ 根據(jù)上述步驟可計(jì)算出原ClO₂溶液的物質(zhì)的量濃度為　         mol·L^－1（用含字母的代數(shù)式表示）。

Answer 1

⑴ BaCl₂、BaSO₄和BaCO₃的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量的CO₃^2-離子時(shí)，BaSO₄(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO₃(s)
⑵H₂    2NaClO₃＋4HCl==2ClO₂↑＋2NaCl＋2H₂O
⑶①酸式滴定管   ②減少實(shí)驗(yàn)誤差     ③  

試題分析：⑴ 粗食鹽水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)。除雜操作時(shí)，往粗鹽水中先加入過(guò)量的試劑BaCl₂，來(lái)除去SO₄^2-；至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過(guò)量的Na₂CO₃來(lái)除去原溶液中的Ca²⁺和為除去SO₄^2-而引入的Ba²⁺。然后再加入NaOH溶液來(lái)除去Mg²⁺，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO₄^2-，是因?yàn)樵谌芤褐谐恋砣芙馄胶�。BaSO₄和BaCO₃的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量的CO₃^2-離子時(shí)，BaSO₄(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO₃(s) 。⑵將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的化合價(jià)升高與降低的總數(shù)相等可知電解時(shí)生成的氣體B為H₂。根據(jù)題意反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為2NaClO₃＋4HCl==2ClO₂↑＋2NaCl＋2H₂O。（3）①ClO₂溶液顯酸性，所以準(zhǔn)確量取10.00 mL ClO₂溶液的玻璃儀器是酸式滴定管。② 在堿性滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生誤差，為了減少實(shí)驗(yàn)的偶然性，減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)至少須平行測(cè)定兩次，取其平均值，這樣就更接近理論值。③由方程式2ClO₂＋10I^－＋8H⁺==5I₂＋2Cl^－＋4H₂O；I₂＋2S₂O₃^2-＝2I^－＋S₄O₆^2-.得關(guān)系式ClO₂～5S₂O₃^2-。n(S₂O₃^2-)=cV₂×10^-3mol,所以V₁mL ClO₂的溶液中含有的ClO₂的物質(zhì)的量為2cV₂×10^-4mol。則10ml的原溶液含有ClO₂的物質(zhì)的量為2CV₂/V₁×10^-2mol.所以原ClO₂溶液的物質(zhì)的量濃度為2CV₂/V₁×10^-2mol÷10^-2L= mol/L。

考點(diǎn)：