Question

电解饱和食盐水所得溶液经多次循环使用后，ClO^－、ClO₃^-含量会增加。

已知：Ⅰ.NaHCO₃固体50℃开始分解，在溶液中分解温度更低。

Ⅱ.碱性条件下，ClO^－有强氧化性，ClO₃^-性质稳定。

Ⅲ.酸性条件下，ClO₃^-被Fe²⁺还原为Cl^－，MnO₄^-被Fe²⁺还原为Mn²⁺。

（1）氯酸盐产生的原因可表示为3ClO^－2Cl^－+ClO₃^-，该反应的平衡常数表达式为                   。

（2）测定电解盐水中ClO₃^-含量的实验如下：

步骤1：量取盐水样品V mL，调节pH至9~10，再稀释至500 mL。

步骤2：取10.00 mL稀释后的试液，滴加5%的双氧水，至不再产生气泡。

步骤3：加入饱和NaHCO₃溶液20 mL，煮沸。

步骤4：冷却，加足量稀硫酸酸化。

步骤5：加入a mol·L^-1 FeSO₄溶液V₁ mL（过量），以如图所示装置煮沸。

步骤6：冷却，用c mol·L^-1 KMnO₄标准溶液滴定至终点，消耗KMnO₄标准溶液V₂ mL。

①稀释时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、                。

②步骤2用双氧水除去盐水中残留ClO^－的离子方程式为                    ，还原剂不用Na₂SO₃的原因为                            。

③与步骤5中通N₂目的相同的实验是             （填写步骤号）。

④该盐水试样中ClO₃^-的浓度为           mol·L^-1（用含字母的代数式表示）。

⑤为提高实验结果的精确度，还需补充的实验是                     。

Answer

（1）K=c(ClO3-)·c2(Cl－)/ c3(ClO－)

（2）①500mL容量瓶、玻璃棒

②ClO－+H2O2=Cl－+H2O+O2↑ Na2SO3残留物会与氧化剂反应，造成实验误差。

③3 ④ 25（aV1-5cV2）/3V

⑤将实验步骤1～6重复2次或不加盐水样品，保持其他条件相同，进行空白实验

【解析】

试题分析：（1）氯酸盐产生的原因可表示为3ClO﹣⇌2Cl﹣+ClO3﹣，该反应的平衡常数表达式为，

K= c(ClO3-)·c2(Cl－)/ c3(ClO－)；

（2）①量取盐水样品V mL，调节pH至9～10，再稀释至500mL，是配制500ml溶液，稀释时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、500mL容量瓶、玻璃棒，答案为：500mL容量瓶、玻璃棒；②过氧化物被次氯酸根离子氧化生成氧气，步骤2用双氧水除去盐水中残留ClO﹣的离子方程式为：ClO﹣+H2O2=Cl﹣+H2O+O2↑，亚硫酸钠具有还原性残留物会与氧化剂反应，造成实验误差；③通入氮气防止亚铁离子被空气中的氧气氧化，赶净装置中的空气，分析步骤可知，步骤3中需要排净装置空气，避免干扰测定结果； ④加入a mol•L﹣1 FeSO4溶液V1mL（过量），酸性条件下，ClO3﹣被Fe2+还原为Cl﹣，反应的离子方程式为：ClO3﹣+6Fe2++6H+=6Fe3++3H2O+Cl﹣，用c mol•L﹣1 KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液V2 mL．是高锰酸钾氧化剩余亚铁离子，依据反应的离子方程式定量关系计算：

5Fe2++MnO4﹣+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

5 1

n cV2×10﹣3mol

n=5cV2×10﹣3mol

与ClO3﹣反应的Fe2+离子物质的量=a mol•L﹣1×V1×10﹣3L﹣5cV2×10﹣3mol

据此结合离子方程式定量关系计算还原的ClO3﹣离子的物质的量，

ClO3﹣+6Fe2++6H+=6Fe3++3H2O+Cl﹣，

1 6

n（ClO3﹣） a mol•L﹣1×V1×10﹣3L﹣5cV2×10﹣3mol

n（ClO3﹣）=（a mol•L﹣1×V1×10﹣3L﹣5cV2×10﹣3mol）=×10﹣3mol

500mL溶液中含ClO3﹣离子物质的量=×10﹣3mol×=×10﹣3mol，

得到浓度==mol/L；

⑤为提高实验结果的精确度，需要重复几次试验使测定结果更准确，为提高实验结果的精确度，还需补充的实验是将实验步骤1～6重复2次或不加盐水样品，保持其他条件相同，进行空白实验。

考点：物质组成和含量的探究实验方法