Question

用廣譜高效的二氧化氯（ClO₂）替代液氯進行消毒，可避免產生對人體健康有害的有機氯代物．
（1）工業上，ClO₂常用NaClO₃和Na₂SO₃溶液混合并加硫酸酸化后反應制得，在該反應中NaClO₃和Na₂SO₃的物質的量之比為

 

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

 

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（3）化學小組的同學欲對用ClO₂消毒過的自來水進行氯元素含量的測定（假定ClO₂全部轉化為Cl^-），他們進行了如下實驗：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，當有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現時，達滴定終點，此時用去AgNO₃溶液12.12mL．
①水樣中Cl^-的物質的量濃度是

 

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②已知K_sp（AgCl）=1.78×10^-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^-3mol?L^-1．試計算此時溶液中Cl^-的濃度是多少．

Answer 1

分析：（1）發生2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（2）由Cl₂ +2HI=I₂+2HCl、2ClO₂+10HI=2HCl+5I₂+4H₂O，結合從HI中氧化出相同量的I₂所需Cl₂的質量與指定含氯消毒劑的質量之比計算；
（3）①由利用Ag⁺+Cl^-=AgCl↓計算水樣中Cl^-的物質的量及其濃度；
②當有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現時，達滴定終點，利用K_sp（Ag₂CrO₄）計算c（Ag⁺），再利用Ksp（AgCl）計算此時溶液中Cl^-的濃度．

解答：解：（1）由信息可知，發生2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，則反應中NaClO₃和Na₂SO₃的物質的量之比為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時需要氯氣、二氧化氯的物質的量比為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c（CrO₄^2-）=5.00×10^-3 mol?L^-1出現磚紅色沉淀時，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：此時溶液中Cl^-的濃度是8.90×10^-6 mol?L^-1．

點評：本題考查氧化還原反應及溶度積的計算，把握習題中的信息及發生的氧化還原反應、Ksp的計算為解答的關鍵，（2）為解答的難點，側重學生分析能力及計算能力的考查，題目難度中等．