Question

某化學興趣小組同學展開對漂白劑亞氯酸鈉(NaClO₂)的研究。
實驗I：制取NaClO₂晶體
己知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出品體是NaClO₂·3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。利用下圖所示裝置進行實驗。

（1）裝置③的作用是                                      
裝置①的作用是                                       
（2）裝置②中產生ClO₂的還原劑是                            
裝置④中制備ClO₂的化學方程式為                        
（3）從裝置④反應后的溶液獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：
①減壓，55℃蒸發結晶：②趁熱過濾；③       ；④低于60℃干燥，得到成品。
實驗Ⅱ：測定某亞氯酸鈉樣品的純度。
設計如下實驗方案，并進行實驗：
①準確稱取所得亞氯酸鈉樣品小打燒杯中，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(已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-)。將所得混合液配成250mL待測溶液。
②移取25．00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴淀粉溶液，用c mol·L^-1 Na₂S₂O₃標準液滴定，至滴定終點。重復2次，測得平均值為V mL(已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-)。
（4）達到滴定終點時的現象為                                     
（5）該樣品中NaClO₂的質量分數為                              (用含m、c、V的代數式表示)。
（6）在滴定操作正確無誤的情況下，此實驗測得結果偏高，原因用離子方程式表示為                                                                。

Answer 1

（1）防止倒吸（2分）；吸收裝置中末反應的ClO₂,防止外逸污染空氣（2分）
（2）Na₂SO₃（2分）;2NaOH＋2ClO₂＋H₂O₂=2NaClO₂＋2H₂O＋O₂↑（3分）
（3）用38℃～60℃的溫水洗滌（2分）
（4）滴加最后一滴液體時溶液由藍色變成無色且半分鐘內不變色（2分）
（5）%（3分）
（6）4I^―＋O₂＋4H^＋ =2I₂＋2H₂O（2分）

試題分析：（1）裝置④中氣體反應，裝置內壓強降低，裝置③防止倒吸；裝置中有未反應的ClO₂，裝置①可以吸收未反應的ClO₂，防止逸出污染空氣；
答案為：防止倒吸；吸收未反應的ClO₂，防止逸出污染空氣；
（2）亞硫酸鈉具有還原性，在反應中作還原劑；
裝置④反應后的溶液獲得NaClO₂晶體，故裝置④中生成NaClO₂，Cl元素的化合價降低，雙氧水應表現還原性，有氧氣生成，結合原子守恒可知，還有水生成，配平后方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，
答案為：Na₂SO₃；2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+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NaClO₂·3H₂O，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，
答案為：用38℃～60℃熱水洗滌；
（4）碘遇淀粉變藍色，反應結束時，碘反應完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標準液時溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色，說明到達滴定終點，
答案為：滴加最后一滴Na₂S₂O₃標準液時溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色，說明到達滴定終點；
（5）令樣品中NaClO₂的質量分數為a，則：
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2－
90.5g          4mol
mag          c mol·L^-1×V×10-3L×
所以90.5g：mag=4mol：c mol·L^-1×V×10^-3L×
解得a=%，
答案為：%
（6）實驗測得結果偏高，說明滴定消耗的Na₂S₂O₃標準液體積偏高，溶液中碘的含量偏高，應是生成的碘離子被氧氣氧化為碘，同時生成水，反應離子方程式為4I^－+O₂+4H^＋=2I₂+2H₂O，
答案為：4I^－+O₂+4H^＋=2I₂+2H₂O．