Question

用廣譜高效的二氧化氯（ClO₂）替代液氯進(jìn)行消毒，可避免產(chǎn)生對(duì)人體健康有害的有機(jī)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，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(gè)重要指標(biāo)，有效氯含量的定義為：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(duì)用ClO₂消毒過的自來水進(jìn)行氯元素含量的測(cè)定（假定ClO₂全部轉(zhuǎn)化為Cl^-），他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：向30.00mL水樣中加幾滴K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.001000mol?L^-1 AgNO₃溶液滴定，當(dāng)有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現(xiàn)時(shí)，達(dá)滴定終點(diǎn)，此時(shí)用去AgNO₃溶液12.12mL．
①水樣中Cl^-的物質(zhì)的量濃度是

 

．
②已知K_sp（AgCl）=1.78×10^-10，K_sp（Ag₂CrO₄）=2.00×10^-12．如在滴定終點(diǎn)時(shí)，測(cè)得溶液中CrO₄^2-的濃度是5.000×10^-3mol?L^-1．試計(jì)算此時(shí)溶液中Cl^-的濃度是多少．

Answer 1

分析：（1）發(fā)生2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（2）由Cl₂ +2HI=I₂+2HCl、2ClO₂+10HI=2HCl+5I₂+4H₂O，結(jié)合從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)量之比計(jì)算；
（3）①由利用Ag⁺+Cl^-=AgCl↓計(jì)算水樣中Cl^-的物質(zhì)的量及其濃度；
②當(dāng)有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現(xiàn)時(shí)，達(dá)滴定終點(diǎn)，利用K_sp（Ag₂CrO₄）計(jì)算c（Ag⁺），再利用Ksp（AgCl）計(jì)算此時(shí)溶液中Cl^-的濃度．

解答：解：（1）由信息可知，發(fā)生2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，則反應(yīng)中NaClO₃和Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1，故答案為：2：1；  
（2）由Cl₂ +2HI=I₂+2HCl、2ClO₂+10HI=2HCl+5I₂+4H₂O可知，均生成5molI₂時(shí)需要氯氣、二氧化氯的物質(zhì)的量比為5：2，所以ClO₂的有效氯含量為

5×71

2×67.5

×100%=263%（或2.63），故答案為：263%（或2.63）；
（3）①由Ag⁺+Cl^-=AgCl↓可知，n（Cl^-）=12.12×0.001L×0.001000mol?L^-1=12.12×10^-6mol，所以水樣中c（Cl^-）=

12.12×10-6mol

30×10-3L

=4.04×10^-4 mol?L^-1，
故答案為：4.04×10^-4 mol?L^-1；
②當(dāng)c（CrO₄^2-）=5.00×10^-3 mol?L^-1出現(xiàn)磚紅色沉淀時(shí)，由Ksp（Ag₂CrO₄）和 c（CrO₄^2-）=5.00×10^-3，得c（Ag⁺）=

2.00×10-12 5.000×10-3

=2.00×10^-5 mol?L^-1，
所以c（Cl^-）=

1.79×10-10

2.00×10-5

=8.90×10^-6 mol?L^-1，答：此時(shí)溶液中Cl^-的濃度是8.90×10^-6 mol?L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)及溶度積的計(jì)算，把握習(xí)題中的信息及發(fā)生的氧化還原反應(yīng)、Ksp的計(jì)算為解答的關(guān)鍵，（2）為解答的難點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生分析能力及計(jì)算能力的考查，題目難度中等．