Question

【題目】某化學(xué)興趣小組同學(xué)展開對(duì)漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)的研究。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：制取NaClO2晶體

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

利用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）裝置③的作用是______________________________。

（2）裝置②中產(chǎn)生ClO2的化學(xué)方程式為________________________________。

（3）從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟為：①減壓，55 ℃蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過(guò)濾；③______________；④低于60 ℃干燥，得到成品。

（4）裝置①、⑤的作用是______________________________。

（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)所得NaClO2晶體是否含有雜質(zhì)Na2SO4，操作與現(xiàn)象：取少量晶體溶于蒸餾水，___________________________________。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：測(cè)定某亞氯酸鈉樣品的純度。

設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g于燒杯中，加入適量蒸餾水和過(guò)量的碘化鉀晶體，再滴入適量的稀硫酸，充分反應(yīng)(已知：ClO2-＋4I－＋4H＋===2H2O＋2I2＋Cl－)。將所得混合液配成100 mL待測(cè)溶液。

②移取25.00 mL待測(cè)溶液于錐形瓶中，用c mol·L－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，至滴定終點(diǎn)。重復(fù)2次，測(cè)得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均值為V mL(已知：I2＋2S2O32-===2I－＋S4O62-)。

（6）滴定中使用的指示劑是______________，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為__________。

（7）樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________(用含m、c、V的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】防止倒吸 2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4(濃)==2ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O 用38～60 ℃的溫水洗滌 吸收多余的ClO2氣體，防止污染 滴加幾滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)，則含有Na2SO4，若無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na2SO4 淀粉溶液 溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不變色 % 或

【解析】

本題考查的是探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量, 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。

（1）裝置④中氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置③防止倒吸；

（2）亞硫酸鈉具有還原性，在反應(yīng)中作還原劑；裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體，故裝置④中生成NaClO2，Cl元素的化合價(jià)降低，雙氧水應(yīng)表現(xiàn)還原性，有氧氣生成，結(jié)合原子守恒可知，還有水生成，配平書寫方程式；

（3）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法，注意溫度控制；

（4）裝置①、⑤的作用是吸收多余的ClO2氣體，防止污染；

（5）由題中信息可知 Ba(ClO)2可溶于水，檢驗(yàn)所得NaClO2晶體是否含有雜質(zhì)Na2SO4，可滴加幾滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)，則含有Na2SO4，若無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na2SO4；

（6）反應(yīng)結(jié)束時(shí)，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴液體時(shí)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不變色，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)；

（7）根據(jù)關(guān)系式NaClO2～2I2～4S2O32-進(jìn)行計(jì)算。據(jù)此解答。

(1)裝置③是安全瓶能防止倒吸。本小題答案為：防止倒吸。

(2)亞硫酸鈉具有還原性，在反應(yīng)中作還原劑，裝置②中產(chǎn)生ClO2的反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O。本小題答案為：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O。

(3)從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO23H2O，應(yīng)趁熱過(guò)濾，由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃60℃進(jìn)行洗滌，低于60℃干燥。本小題答案為：用38～60 ℃的溫水洗滌。

(4)裝置①、⑤的作用是吸收多余的ClO2氣體，防止污染。本小題答案為：吸收多余的ClO2氣體，防止污染。

(5)由題中信息可知 Ba(ClO)2可溶于水，檢驗(yàn)所得NaClO2晶體是否含有雜質(zhì)Na2SO4，可滴加幾滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)，則含有Na2SO4，若無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na2SO4。本小答案為： 滴加幾滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)，則含有Na2SO4，若無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na2SO4。

(6)碘遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不變色，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)。本小題答案為：淀粉溶液；溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不變色。

(7) 令樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，則：

NaClO22I24S2O32

90.5g 4mol

magcmolL1×V×103L×100ml/25ml，

所以90.5g/mag=4mol/(cmolL1×V×103L×100ml/25ml)，

解得a= %。本小題答案為：% 或。