Question

【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌。某化學興趣小組同學展開對漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)的研究。

已知:NaClO2飽和溶液在溫度低于38 ℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O，高于38 ℃時析出的晶體是NaClO2，高于60 ℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。Ba(ClO)2可溶于水。

利用如圖所示裝置進行實驗。

(1)儀器a的名稱為____，裝置①的作用是____，裝置③的作用是______。

(2)裝置②中產生ClO2，涉及反應的化學方程式為________________；裝置④中反應生成NaClO2的化學方程式為_______________。

(3)從裝置④反應后的溶液獲得晶體NaClO2的操作步驟為:①減壓，55 ℃蒸發結晶；②趁熱過濾；③______；④低于60 ℃干燥，得到成品。如果撤去④中的冷水浴，可能導致產品中混有的雜質是________。

(4)設計實驗檢驗所得NaClO2晶體是否含有雜質Na2SO4，操作與現象是:取少量晶體溶于蒸餾水，_____________________。

(5)為了測定NaClO2粗品的純度，取上述粗產品10.0 g溶于水配成1 L溶液，取出10 mL溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反應后(NaClO2被還原為Cl-，雜質不參加反應)，加入2~3滴淀粉溶液，用0.20 mol·L-1Na2S2O3標準液滴定，達到滴定終點時用去標準液20.00 mL，試計算NaClO2粗品的純度_____。(提示:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI)

Answer 1

【答案】 三頸燒瓶 吸收多余的ClO2氣體，防止污染環境 防止倒吸(或作安全瓶等其他正確說法) 2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(濃)2ClO2↑+2Na2SO4+H2O 2NaOH+2ClO2+H2O22NaClO2+2H2O+O2 用38 ℃~60 ℃的溫水洗滌 NaClO3和NaCl 滴加幾滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出現，則含有Na2SO4，若無白色沉淀出現，則不含Na2SO4 90.5%

【解析】(1)儀器a的名稱為三頸燒瓶 ，裝置①中NaOH溶液的作用是吸收多余的ClO2氣體，防止污染環境，ClO2進入裝置④，發生反應使裝置內壓強降低，可能發生倒吸，裝置③的作用為防止倒吸；

(2)亞硫酸鈉具有還原性，在反應中作還原劑；裝置②中產生ClO2的反應是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，反應的化學方程式應為：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；裝置④中H2O2在堿性條件下吸收ClO2，反應生成NaClO2的化學方程式為2NaOH+2ClO2+H2O22NaClO2+2H2O+O2；

(3)從溶液中制取晶體，一般采用蒸發結晶、過濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO23H2O，應趁熱過濾，由題目信息可知，應控制溫度38℃～60℃進行洗滌，低于60℃干燥；NaClO2飽和溶液在溫度高于60 ℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl，則如果撤去④中的冷水浴，可能導致產品中混有的雜質是NaClO3和NaCl；

(4)驗所得NaClO2晶體是否含有雜質Na2SO4，實際只要檢驗晶體的水溶液中是否含有SO42-，具體操作與現象是:取少量晶體溶于蒸餾水，滴加幾滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出現，則含有Na2SO4，若無白色沉淀出現，則不含Na2SO4；

(5)取上述合成產品10g溶于水配成1L溶液，取出10mL溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，發生ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O，充分反應后加入2～3滴淀粉溶液，溶液變藍，用0.20mol/L Na2S2O3標準液滴定，發生：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，藍色變為無色，
可得反應的關系式為：ClO2-～2I2～4Na2S2O3，又n(Na2S2O3)=0.20mol/L×0.02L=0.004mol，
則ClO2-～2I2～4Na2S2O3
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n(ClO2-) 0.004mol n(ClO2-)=0.001mol，所以1L溶液中含有：n(NaClO2)=0.001mol×100=0.1mol，則10g合成產品中含有：m(NaClO2)=0.1mol×90.5g/mol=0.905g，NaClO2粗品的純度為×100%=90.5%。