Question

某消毒液的主要成分為NaCl和NaClO，在空氣中易吸收CO₂而變質，且NaCl和NaClO在酸性條件下可發生反應：ClO^- + Cl^- + 2H⁺ = Cl₂↑+ H₂O。某學習小組擬探究該消毒液的變質情況。
（1）取適量消毒液放在試管中，加入足量一定濃度的硫酸，有氣體放出。通過下列裝置檢驗氣體的成分可以判斷消毒液是否變質。
學習小組研究后認為變質情況可能有三種：甲：部分變質；乙：未變質；丙：     。
為了驗證可能為甲，請完成下列實驗方案。限選試劑：
①98%的濃硫酸 ②1%的品紅溶液 ③1.0 mol·L^-1的KI－淀粉溶液 ④1.0 mol·L^-1 的NaOH溶液 ⑤澄清石灰水 ⑥飽和NaCl溶液

所加試劑	預期現象和結論
試管A中加足量    （填序號）； 試管B中加1%品紅溶液； 試管C中加    （填序號）。	若___                       ___，            則甲成立。

 
（2）用滴定法測定消毒液中NaClO的濃度（滴定過程涉及的反應有：NaClO + Na₂SO₃ = NaCl+ Na₂SO₄ ；2KMnO₄ + 5Na₂SO₃+ 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O）。實驗步驟如下：
①量取25.00 mL消毒液放入錐形瓶中，加入過量的a mol·L^-1 Na₂SO₃溶液v₁ mL；
②在使用滴定管之前首先進行的操作是____；將b mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液裝入    中；滴定，KMnO₄和剩余的Na₂SO₃發生反應。當溶液由無色變成淺紅色，且保持半分鐘內紅色不褪時，停止滴定，記錄數據。
③重復滴定操作2次，平均消耗酸性KMnO₄溶液v₂ mL。則消毒液中NaClO的濃度為     mol·L^-1（用含a、b、v₁、v₂的代數式表示）。

Answer 1

（15分）（1）全部變質（2分）；

③（2分） ⑤（2分）

A中溶液變藍色，B中溶液不褪色， C中溶液變渾濁（2分）

 
（2）檢查滴定管是否漏液（或檢漏）（2分）；②酸式（2分）；③（av_1-5/2bv₂）×1/25   (3分)

解析試題分析：（1）變質情況可能有三種：甲：部分變質；乙：未變質；因此第三種情況丙就應該是全部變質。
（2）根據已知的信息可知，要檢驗是否變質，則需要檢驗消毒液與硫酸反應生成的氣體中是否含有氯氣、二氧化碳，據此可以判斷消毒液的變質情況。裝置A作用是檢驗氯氣，用1.0mol/L的KI淀粉溶液；裝置B作用是檢驗氯氣是否除盡；裝置C檢驗二氧化碳，用過量澄清石灰水即可。若A中溶液變藍色，B中溶液不退色，C中溶液變渾濁，則消毒液部分變質；若A中溶液變藍色，B中溶液不退色（無變化），C中溶液不變渾濁（無變化），則消毒液未變質；若A中溶液不變藍色（無變化），B中溶液不退色（無變化），C中溶液變渾濁則消毒液完全變質。
（3）②在使用滴定管之前首先進行的操作是檢查滴定管是否漏液（或檢漏）；酸性KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應裝入酸式滴定管中。
③25.00mL消毒液需要酸性KMnO₄溶液體積為v₂mL，KMnO₄的物質的量為v₂×10^-3L×bmol/L＝v₂×b×10^-3mol。根據反應的方程式可得出關系式5Na₂SO₃～2KMnO₄，據此可知25.00mL溶液未反應n(Na₂SO₃)＝2.5×v₂×b×10^-3mol。25mL溶液中加入的總的n(Na₂SO₃)＝v₁×10^-3L×a mol/L＝v₁×a×10^-3mol，參加反應的亞硫酸鈉為v₁×a×10^-3mol－2.5×v₂×b×10^-3mol＝（v₁a－2.5 v₂b）×10^-3mol，根據關系式NaClO～Na₂SO₃可知，25mL溶液中n（NaClO）＝（v₁a－2.5 v₂b）×10^-3mol，所以消毒液中NaClO的濃度為＝＝（av₁－5/2bv₂）×1/25。
考點：考查物質的檢驗、儀器的選擇、實驗方案設計與評價以及物質的量濃度的有關計算等