Question

【題目】NaClO2是一種高效的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等。用下列裝置探究NaClO2的制備。

完成下列填空：

(1)儀器a的名稱為__________，裝置②的作用是________________。

(2)檢查裝置氣密性的方法是________________________________________________。

(3)關閉K1，從分液漏斗中加入一定量濃硫酸，裝置③中生成NaClO2的化學方程式為2ClO2+2NaOH+H2O2→2NaClO2+2H2O+O2↑，該反應的氧化產物是_____________。

(4)實驗完成后，為防止裝置中殘留的有毒氣體污染空氣，可以進行的操作是：打開止水夾K1，____________________________________________。

(5)從裝置③的溶液中獲得NaClO2晶體的主要操作有減壓蒸發濃縮、________________、過濾洗滌、干燥等。

(6)晶體以NaClO2·3H2O的形式存在，已知：NaClO2·3H2ONaCl+O2↑+3H2O↑。為測定所得固體中NaClO2·3H2O的質量分數，在收集到足量的晶體后，進行如下實驗：取樣品質量為a g，灼燒恒重后，得到固體b g。則晶體中NaClO2·3H2O的質量分數是__________。

若發生副反應4[NaClO2·3H2O]2NaCl+2NaClO3+O2↑+12H2O↑，則實驗測得的值會__________。（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

【答案】干燥管 做安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中 關閉K1，關閉分液漏斗活塞，在④的燒杯中加水浸沒干燥管下端，給①中燒瓶微熱，若④中出現氣泡，停止加熱，④中干燥管下端有一段水柱，一段時間不變，則氣密性良好 O2 從K1處通入空氣，將殘留氣體鼓入④中 降溫結晶 或 偏小

【解析】

由實驗裝置圖可知，裝置①的作用是在酸性環境下，氯酸鈉和亞硫酸鈉發生氧化還原反應制備ClO2氣體；裝置②的作用是做安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中；裝置③的作用是在堿性條件下，ClO2氣體與過氧化氫發生氧化還原反應制備NaClO2，裝置④的作用是吸收多余的ClO2氣體，防止污染環境。

（1）儀器a的名稱為干燥管，裝置②的作用是做安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中，故答案為：干燥管；安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中；

(2)檢查裝置氣密性首先要形成密閉系統，然后通過升高溫度形成壓強差，具體操作是關閉K1，關閉分液漏斗活塞，在④的燒杯中加水浸沒干燥管下端，給①中燒瓶微熱，若④中出現氣泡，停止加熱，④中干燥管下端有一段水柱，一段時間不變，則氣密性良好，故答案為：關閉K1，關閉分液漏斗活塞，在④的燒杯中加水浸沒干燥管下端，給①中燒瓶微熱，若④中出現氣泡，停止加熱，④中干燥管下端有一段水柱，一段時間不變，則氣密性良好；

（3）由題給化學方程式可知，反應中過氧化氫中氧元素化合價升高被氧化，發生氧化反應，則過氧化氫為還原劑，氧氣為氧化產物，故答案為：O2；

（4）實驗完成后，為防止裝置中殘留的ClO2氣體污染空氣，應打開止水夾K1，從K1處通入空氣，將殘留的ClO2氣體鼓入④中，被氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣，故答案為：從K1處通入空氣，將殘留氣體鼓入④中；

（5）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥的方法，則從裝置③的溶液中獲得NaClO2晶體的主要操作有減壓蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥，故答案為：降溫結晶；

（6）由題意可知，NaClO2·3H2O灼燒至恒重得到NaCl，固體減少的質量為氧氣和水的質量，則氧氣和水的質量為（a—b），設氧氣的物質的量為xmol，由方程式可知水的物質的量為3xmol，則可得32x+18×3x=（a—b），解得x=，由方程式可得關系式NaClO2·3H2O—O2↑，則n（NaClO2·3H2O）= n（O2）=mol，晶體中NaClO2·3H2O的質量分數為=或。若發生副反應4[NaClO2·3H2O]2NaCl+2NaClO3+O2↑+12H2O↑，會導致灼燒恒重后固體質量增大，即b增大，所以減小。故答案為：或，偏小。