Question

【題目】某化學(xué)興趣小組同學(xué)展開對漂白劑亞氯酸鈉(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。現(xiàn)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 ；裝置④中制備NaClO2的化學(xué)方程式為 。

（3）從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟如下：

①減壓，55 ℃蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過濾；③ ；④低于60 ℃干燥，得到成品。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ. 測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250 mL待測溶液。

②移取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴淀粉溶液，用c mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，至滴定終點(diǎn)。重復(fù)2次，測得平均值為V mL(已知：I2+2S2O32-＝2I-+S4O62-)。

（4）達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為 。

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

（6）在滴定操作正確無誤的情況下，此實(shí)驗(yàn)測得結(jié)果偏高，原因用離子方程式表示為 。

Answer 1

【答案】（1）防止倒吸 （2）2NaClO3+Na2SO3+H2SO4＝2ClO2↑+2Na2SO4+H2O

2NaOH+2ClO2+H2O2＝2NaClO2+2H2O+O2 （3）用38-60 ℃的溫水洗滌

（4）溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30 s內(nèi)不變色 （5）% （6）4I-+O2+4H+＝2I2+2H2O

【解析】

試題分析：（1）裝置④中氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，因此裝置③是安全瓶能防止倒吸；

（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；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，配平后方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2＝2NaClO2+2H2O+O2；

（3）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(jìn)行洗滌，低于60℃干燥；

（4）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色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達(dá)滴定終點(diǎn)；

（5）令樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，則：

NaClO2～2I2～4S2O32－

90.5g 4mol

mag c molL-1×V×10-3L×250mL/25mlL

所以90.5g：mag=4mol：c molL-1×V×10-3L×250mL/25mlL

解得a=% ；

（6）實(shí)驗(yàn)測得結(jié)果偏高，說明滴定消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高，溶液中碘的含量偏高，應(yīng)是生成的碘離子被氧氣氧化為碘，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為4I-+O2+4H+＝2I2+2H2O。