Question

用高效的二氧化氯(ClO₂)替代液氯進(jìn)行消毒，可避免產(chǎn)生對人體健康有害的有機氯代物。

(1)工業(yè)上，ClO₂常用NaClO₃和Na₂SO₃溶液混合并加硫酸酸化后反應(yīng)制得，則化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________________________________

_________________________________________________________________，

在該反應(yīng)中NaClO₃和Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為______。

(2)有效氯含量是含氯消毒劑的一個重要指標(biāo)，有效氯含量的定義：從HI中氧化出相同量的I₂所需Cl₂的質(zhì)量與指定含氯消毒劑的質(zhì)量之比，常用百分?jǐn)?shù)表示。則ClO₂的有效氯含量是________。

(3)化學(xué)小組的同學(xué)欲對用ClO₂消毒過的自來水進(jìn)行氯元素含量的測定(假定ClO₂全部轉(zhuǎn)化為Cl^－)，他們進(jìn)行了如下實驗：向30.00 mL水樣中加幾滴K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.001 mol·L^－1 AgNO₃溶液滴定，當(dāng)有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現(xiàn)時，達(dá)滴定終點，此時用去AgNO₃溶液12.12 mL。

①水樣中Cl^－的物質(zhì)的量濃度是________。

②已知K_sp(AgCl)＝1.780×10^－10，K_sp(Ag₂CrO₄)＝2.00×10^－12。如在滴定終點時，測得溶液中CrO₄^2－的濃度是5.000×10^－3 mol·L^－1。試計算此時溶液中Cl^－的濃度是________。

Answer 1

解析　(1)根據(jù)題意，可知發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃＋Na₂SO₃＋H₂SO₄===2Na₂SO₄＋2ClO₂↑＋H₂O，n(NaClO₃)∶n(Na₂SO₃)＝2∶1。

(2)根據(jù)題意可知，2 mol HI被氧化生成1 mol I₂，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗氧化劑Cl₂ 71 g。若用ClO₂氧化HI得到I₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO₂＋10HI===5I₂＋2HCl＋4H₂O，若生成1 mol I₂則消耗ClO₂的物質(zhì)的量為mol，其質(zhì)量為27 g，因此ClO₂的有效氯含量為×100%≈263%。

(3)①溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)為：Ag^＋＋Cl^－===AgCl↓，則n(Ag^＋)＝n(Cl^－)，0.001 mol·L^－1×12.12×10^－3 L＝c(Cl^－)×30.00×10^－3 L，因此c(Cl^－)＝4.040×10^－4 mol·L^－1。

②在滴定終點時，c(CrO₄^2－)＝5.000×10^－3 mol·L^－1，根據(jù)K_sp(Ag₂CrO₄)＝2.000×10^－12，則c(Ag^＋)＝＝2.000×10^－5(mol·L^－1)。根據(jù)K_sp(AgCl)＝1.780×10^－10，則c(Cl^－)＝＝8.900×10^－6(mol·L^－1)。

答案　(1)2NaClO₃＋Na₂SO₃＋H₂SO₄===2Na₂SO₄＋2ClO₂↑＋H₂O　2∶1　(2)263%(或2.63)

(3)①4.040×10^－4 mol·L^－1

②8.900×10^－6 mol·L^－1