Question

ClO₂是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，易溶于水。制备方法如下：

（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠。用于电解的食盐水需先除去其中的 Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的________和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。

（2）步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO₃），再将它与盐酸反应生成ClO₂与Cl₂，ClO₂与Cl₂的物质的量比是____________。

（3）学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂，用NaClO₃和草酸（H₂C₂O₄）恒温在60℃ 时反应制得。

反应过程中需要对A容器进行加热，加热的方式为____________；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有_________________；

（4）反应后在装置C中可得亚氯酸钠（NaClO₂）溶液。已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出的是NaClO₂。根据右上图所示NaClO₂的溶解度曲线，请完成从NaClO₂溶液中制得NaClO₂·3H₂O的操作步骤：

①_____________；②_______________；③洗涤；④干燥。

（5）目前我国已成功研制出利用NaClO₂制取二氧化氯的新方法，将Cl₂通入到NaClO₂溶液中。现制取270kg二氧化氯，需要亚氯酸钠的质量是________。

（6）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的剧毒CN^-氧化为无毒物质，自身被还原为Cl^-。处理含CN^-相同量的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的_______倍。

Answer

BaCl2 Na2CO3 2:1 水浴加热 大烧杯、温度计 蒸发浓缩 冷却结晶 362Kg 2.5

【解析】

（1）溶液中的杂质离子为钙离子、镁离子和硫酸根离子，根据镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀除去，最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子，所以往粗盐水中先加入过量的BaCl2，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。

（2）电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2与Cl2，再根据化合价升降相等及原子守恒配平，得到离子方程式为2ClO3-＋4H＋+2Cl－=2ClO2＋Cl2＋2H2O，则ClO2与Cl2的物质的量比是2:1.

（3）ClO2是用NaClO3和草酸（H2C2O4）恒温在60℃ 时反应制得，所以加热的方式为水浴加热；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有大烧杯、温度计；

（4）由溶液制得结晶水合物的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥等。

（5）根据氯气与亚氯酸钠反应的化学方程式和二氧化氯的质量，列出比例式，就可计算出参加反应的亚氯酸钠的质量。设需要亚氯酸钠的质量为x，

2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2

181 135

x 270kg 181x=135270kg 解得x=362kg

（6）每摩尔氯气得到2mol电子，每摩尔ClO2得到5mol电子，所以处理含CN-相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。