Question

【題目】NaC1O3可用于制取二氧化氯、亞氯酸鈉及高氯酸鹽等。以原鹽(主要成分為NaC1)為原料制備氯酸鈉的工藝流程如下：

已知：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。

回答下列問題：

(1)“粗制鹽水”中加入NaOH和Na2CO3的目的是___________________。

(2)過濾時，使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和____________。

(3)在pH：6.4～6.8，溫度：40～50℃的條件下電解，理論上最終產物只有NaC1O3。電解時陽極的產物為C12，溶液中發生的反應有C12+H2O====HC1O+H++C1-，HC1OH++C1O-和__________。

(4)電解槽中溫度不宜過高，其原因是_________________________。加入的Na2Cr2O7可以調節電解液酸度，若酸度過大，則電解液中主要存在__________(填“Cr2O72-”或“CrO42-”)。

(5)為檢測電解后鹽水中NaC1O3的物質的量濃度進行下列實驗：

I．準確吸取10．00mL電解后的鹽水，加入適量的3％H2O2溶液充分攪拌并煮沸。

Ⅱ．準確吸取0.10mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液25．00 mL于300mL錐形瓶中，加入足量稀硫酸。

III．將I的溶液加入Ⅱ的錐形瓶中，隔絕空氣煮沸10min，加熱充分反應。冷卻至室溫后，加入10mL0.4mol·L-1MnSO4溶液、5mL 85％磷酸溶液，用c mol·L-1的KMnO4標準溶液滴定剩余的Fe2+至溶液變為微紅色，即滴定終點，此時消耗高錳酸鉀V mL。

①步驟I中加入H2O2溶液的作用是______________________。

②步驟Ⅱ中C1O3-被Fe2+還原為C1-的離子方程式為________________________。

③該鹽水中NaC1O3的物質的量濃度為________mol·L-1。

Answer 1

【答案】除去Mg2＋和Ca2＋ 漏斗 2HClO＋ClO－=ClO3－＋2Cl－＋2H＋ 防止HClO分解和Cl2逸出 Cr2O72－ 除去電解后鹽水中Cr2O72－和CrO42－ ClO3－＋6Fe2＋＋6H＋=Cl－＋6Fe3＋＋3H2O

【解析】

（1）根據流程，過濾得到鹽泥，含Mg(OH)2和CaCO3，即加入NaOH和Na2CO3的目的是除去Mg2＋和Ca2＋；

（2）過濾時使用的玻璃儀器是漏斗、玻璃棒、燒杯，缺少的是漏斗；

（3）電解時陽極產物為Cl2，發生Cl2＋H2O=HClO＋H＋＋Cl－、HClOH＋＋ClO－，根據題意，最終得到產物只有NaClO3，即只有HClO與ClO－發生氧化還原反應得到ClO3－，2HClO＋ClO－=ClO3－＋2Cl－＋2H＋；

（4）根據問題（3），有Cl2和HClO，HClO受熱易分解，要讓氯氣參與反應，應防止Cl2逸出，因此電解槽中的溫度不宜過高的原因是防止HClO分解和Cl2逸出；根據Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，酸度過大，c(H＋)增大，該反應的平衡向逆反應方向進行，則電解液中主要以Cr2O72－形式存在；

（5）①電解后的鹽水中含有Cr2O72－和CrO42－，Cr2O72－和CrO42－具有強氧化性，能氧化Fe2＋，干擾NaClO3的測定，因此加入H2O2的目的是除去電解后鹽水中Cr2O72－和CrO42－；

②NaClO3具有強氧化性，能與Fe2＋發生氧化還原反應，其離子方程式為ClO3－＋6Fe2＋＋6H＋=Cl－＋6Fe3＋＋3H2O；

③KMnO4滴定剩余Fe2＋，Fe2＋被氧化成Fe3＋，依據操作步驟，(NH4)2Fe(SO4)2作還原劑，NaClO3、KMnO4作氧化劑，根據得失電子數目守恒，有25.00×10－3L×0.10mol·L－1×1=n(NaClO3)×6＋V×10－3L×cmol·L－1×5，解得：n(NaClO3)=(25×10－3×0.1－5V×10－3×c)/6mol，則c(NaClO3)=(25×10－3×0.1－5V×10－3×c)/(6×10×10－3)mol·L－1=mol·L－1；