（2013•福建）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂．（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法．①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质．其

Question

（2013•福建）二氧化氯（ClO₂）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂．
（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO₂方法．
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质．其次除杂操作时，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Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-，其原因是______【已知：Ksp（BaSO₄）=1.1×10^-10、Ksp（BaCO₃）=5.1×10^-9】
②该法工艺原理如图．其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO₃）与盐酸反应生成ClO₂．工艺中可以利用的单质有______（填化学式），发生器中生成ClO₂的化学方程式为______．
（2）纤维素还原法制ClO₂是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO₃反应生成ClO₂．完成反应的化学方程式：____________+24NaClO₃+12H₂SO₄=______ClO₂↑+______CO₂↑+18H₂O+____________
（3）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的CN^-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl^-．处理含CN^-相同时的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的______倍．

Answer 1

（1）①加入过量的Na₂CO₃和NaOH，可分别除去Ca²⁺、Mg²⁺，在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的，使离子除尽；过量的离子在下一步中必须出去，故先加入BaCl₂，除去硫酸根，过量的钡离子，加入Na₂CO₃除去．BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，当溶液中存在大量CO₃^2-时，发生BaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2- （aq），BaSO₄（s）会部分转化为BaCO₃（s），
故答案为：BaCl₂；BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，当溶液中存在大量CO₃^2-时，BaSO₄（s）会部分转化为BaCO₃（s）；
②电解饱和食盐水生成H₂、Cl₂和NaOH；故可以利用的单质为H₂、Cl₂，合成HCl，根据流程图可知加入物质为NaClO₃和HCl，生成ClO₂；发生氧化还原反应，NaClO₃被还原生成ClO₂，HCl被氧化生成Cl₂，同时生成水，反应的化学方程式为2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，
故答案为：H₂、Cl₂；2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；
（2）纤维素为多糖，水解最终产物为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有还原性，可将NaClO₃还原得到ClO₂．Cl从+5到+4价，降低1价，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均价为0，到+4价，升高4价，则配平后的化学方程式为1 C₆H₁₂O₆+24 NaClO₃+12H₂SO₄=24 ClO₂↑+6 CO₂↑+18H₂O+12 Na₂SO₄，
故答案为：1；C₆H₁₂O₆；24；6；12；Na₂SO₄；
（3）每摩尔Cl₂得到2mol电子，而每摩尔ClO₂得到5mol电子，则所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍，故答案为：2.5．