Question

【題目】亞氯酸鈉常用作漂白劑。某化學(xué)小組設(shè)計實驗制備亞氯酸鈉，并進行雜質(zhì)分析。

實驗I 按圖裝置制備NaC1O2晶體

已知：①C1O2為黃綠色氣體，極易與水反應(yīng)。

②NaC1O2飽和溶液在低于38℃時析出NaC1O2·3H2O晶體，高于38℃時析出NaC1O2晶體，溫度高于60℃時NaC1O2分解生成NaC1O3和NaCl。

（1）裝置A中b儀器的名稱是____；a中能否用稀硫酸代替濃硫酸____（填“能”或“不能”），原因是____。

（2）A中生成C1O2的化學(xué)反應(yīng)方程式為____。

（3）C中生成NaC1O2時H2O2的作用是____；為獲得更多的NaC1O2，需在C處添加裝置進行改進，措施為____。

（4）反應(yīng)后，經(jīng)下列步驟可從C裝置的溶液中獲得NaC1O2晶體，請補充完善。

i.55℃時蒸發(fā)結(jié)晶 ii.__________ ii.用40℃熱水洗滌 iv.低于60℃干燥，得到成品

實驗Ⅱ 樣品雜質(zhì)分析

（5）上述實驗中制得的NaC1O2晶體中還可能含有少量中學(xué)常見的含硫鈉鹽，其化學(xué)式為____，實驗中可減少該雜質(zhì)產(chǎn)生的操作（或方法）是____（寫一條）。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 不能 ClO2極易與稀硫酸中的水反應(yīng)，影響NaC1O2產(chǎn)率 2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O 作還原劑 將C裝置放置于水浴中進行反應(yīng)，控制溫度在38℃~60℃ 趁熱過濾（或38℃以上過濾） Na2SO4 控制濃硫酸滴速（或緩慢滴加濃硫酸或混合固體混合物時加入過量的NaC1O3等）

【解析】

裝置A中制備得到ClO2，所以A中反應(yīng)為NaClO3和Na2SO3在濃H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，二氧化氯和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO2，A中可能發(fā)生Na2SO3+ H2SO4（濃）= Na2SO4+SO2↑+H2O，產(chǎn)生的SO2被帶入C中與NaOH反應(yīng)生成Na2SO3，Na2SO3與H2O2反應(yīng)生成Na2SO4，由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl；裝置B的作用是安全瓶，有防倒吸作用，從裝置C的溶液獲得NaClO2晶體，需要蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥，裝置D是吸收多余氣體防止污染。據(jù)此解答。

（1）根據(jù)儀器構(gòu)造，裝置A中b儀器的名稱是蒸餾燒瓶；A中反應(yīng)為氯酸鈉在酸性溶液中氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，本身被還原為二氧化氯。由信息可知，C1O2極易與水反應(yīng)，所以a中不能用稀硫酸代替濃硫酸，防止ClO2與稀硫酸中的水反應(yīng)，影響NaC1O2產(chǎn)率。

故答案為：蒸餾燒瓶；不能；ClO2極易與稀硫酸中的水反應(yīng)，影響NaC1O2產(chǎn)率；

（2）A中氯酸鈉在酸性溶液中氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，本身被還原為二氧化氯，反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O，
故答案為：2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；

（3）C中二氧化氯和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO2，氯元素化合價從+4價降到+3價，二氧化氯被還原，所以C中生成NaC1O2時H2O2的作用是作還原劑；

由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以為獲得更多的NaC1O2，將C裝置放置于水浴中進行反應(yīng)，控制溫度在38℃～60℃。

故答案為：作還原劑；將C裝置放置于水浴中進行反應(yīng)，控制溫度在38℃～60℃；

（4）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO23H2O，應(yīng)趁熱過濾，由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃進行洗滌，低于60℃干燥，所缺步驟為趁熱過濾（或38℃以上過濾）。

故答案為：趁熱過濾（或38℃以上過濾）；

（5）A中可能發(fā)生Na2SO3+ H2SO4（濃）= Na2SO4+SO2↑+H2O，產(chǎn)生的SO2被帶入C中與NaOH反應(yīng)生成Na2SO3，Na2SO3與H2O2反應(yīng)生成Na2SO4，所以制得的NaC1O2晶體中混有Na2SO4；為減少Na2SO4產(chǎn)生，應(yīng)盡量減少生成SO2，采取的操作可以是控制濃硫酸滴速（或緩慢滴加濃硫酸或混合固體混合物時加入過量的NaC1O3等）。

故答案為：Na2SO4；控制濃硫酸滴速（或緩慢滴加濃硫酸或混合固體混合物時加入過量的NaC1O3等）。