Question

2．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種高效氧化劑、漂白劑．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)析出晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．某化學(xué)探究小組開(kāi)展如圖所示實(shí)驗(yàn)制取NaClO₂晶體并測(cè)定其純度．回答下列問(wèn)題

（1）用50%雙氧水配置30%的H₂O₂溶液，需要的玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管、燒杯外，還需要量筒（填儀器名稱(chēng)）；圖裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中．
（2）裝置D中反應(yīng)生成NaClO₂的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．反應(yīng)后溶液中陰離子除ClO₂、ClO₃、Cl、Cl0、OH外還可能含有一種陰離子是SO₄^2-，檢驗(yàn)該離子的方法是取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明含有SO₄^2-．產(chǎn)生該離子最可能的原因是a．
a．B中有SO₂氣體產(chǎn)生，并有部分進(jìn)入D裝置內(nèi)
b．B中濃硫酸揮發(fā)進(jìn)入D中與NaOH中和
c．B中的硫酸進(jìn)入到D裝置內(nèi)
（3）請(qǐng)補(bǔ)充從反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO₂晶體的操作步驟：①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過(guò)濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO₃和NaCl．
（5）測(cè)定樣品中NaClO₂的純度：準(zhǔn)確稱(chēng)一定質(zhì)量的樣品，加入適量蒸餾水和過(guò)量KI晶體，在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-．將所得混合液體稀釋成100ml待測(cè)溶液．取25.00ml待測(cè)溶液，加入淀粉溶液做指示劑，用c mol•L^-1NaS₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，測(cè)得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為V ml（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₄^2-）
①確認(rèn)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)．
②所稱(chēng)取的樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量為c•V•10^-3mol（用含C、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 裝置B中制備得到ClO₂，所以B中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，二氧化氯和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO₂，B中可能發(fā)生Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，產(chǎn)生的SO₂ 被帶入D中，SO₂與H₂O₂ 反應(yīng)生成硫酸鈉，由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl；裝置C的作用是安全瓶，有防倒吸作用，從裝置D的溶液獲得NaClO₂晶體，需要蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥，裝置AE是吸收多余氣體防止污染，
（1）用50%雙氧水配制30%的H₂O₂溶液，需要的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠體滴管；
裝置D中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）裝置B中制備得到ClO₂，裝置D反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體，裝置D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(shū)寫(xiě)方程式；B制得的氣體中含有SO₂，在裝置D中被氧化生成硫酸，可以用利用硫酸鋇是白色沉淀檢驗(yàn)硫酸根；B中可能發(fā)生Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，產(chǎn)生的SO₂ 被帶入D中，SO₂與H₂O₂ 反應(yīng)生成硫酸鈉；
（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）由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl；
（5）①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)溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)；
②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)可得關(guān)系式：NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-，令樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量x，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）用50%雙氧水配制30%的H₂O₂溶液，需要的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠體滴管，所以還需要量筒；
裝置D中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，
故答案為：量筒；防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）裝置B中制備得到ClO₂，裝置D反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體，裝置D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，
B制得的氣體中含有SO₂，在裝置D中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO₄^2-，用氯化鋇溶液檢驗(yàn)SO₄^2-，具體操作：取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明含有SO₄^2-，B中可能發(fā)生Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，產(chǎn)生的SO₂ 被帶入D中，SO₂與H₂O₂ 反應(yīng)生成硫酸鈉，濃硫酸難揮發(fā)，硫酸鈉是難揮發(fā)的鹽，不會(huì)進(jìn)入D，故a正確，b、c錯(cuò)誤，
故選：a，
故答案為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；SO₄^2-；取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明含有SO₄^2-；a；
（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NaClO₂•3H₂O，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，
故答案為：用38℃～60℃熱水洗滌；低于60℃干燥；
（4）由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO₃和NaCl，
故答案為：NaClO₃和NaCl；
（5）①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)溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)，
故答案為：滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)；
②令樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量x，則：
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-，
1mol      4mol
0.25x    c mol•L^-1×V×10^-3L
故x=c•V•10^-3mol
故答案為：c•V•10^-3mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查亞氯酸鈉制備實(shí)驗(yàn)的基本操作、亞氯酸鈉的性質(zhì)及中和滴定等知識(shí)，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題目難度中等．