Question

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℃時析出的晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．利用如圖所示裝置制備亞氯酸鈉．

（1）裝置②中產(chǎn)生ClO₂的化學方程式為

 

．裝置③的作用是

 

．
（2）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(fā)結晶；
    ②

 

；
    ③

 

；
    ④低于60℃干燥，得到成品．
（3）準確稱取所得亞氯酸鈉樣品10g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（ClO₂^-+4I^-+4H⁺→2H₂O+2I₂+Cl^-）．將所得混合液配成250mL待測溶液．配制待測液需用到的定量玻璃儀器是

 

．
（4）取25.00mL待測液，用2.0mol/L Na₂S₂O₃標準液滴定（I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-），以淀粉溶液做指示劑，達到滴定終點時的現(xiàn)象為

 

．重復滴定2次，測得Na₂S₂O₃溶液平均值為20.00mL．該樣品中NaClO₂的質量分數(shù)為

 

．
（5）通過分析說明裝置①在本實驗中的作用

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）根據(jù)反應物NaClO₃、Na₂SO₃、H₂SO₄，生成物為ClO₂和2Na₂SO₄，配平方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2Na₂SO₄+H₂O；裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸；
（2）因為NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌；
（3）容量瓶要指明規(guī)格；
（4）有碘單質參和生成的反應，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應是Na₂S₂O₃標準液滴定碘，終點溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；
計算時一般找出關系式，由此進行計算，關系式為ClO₂^---2I₂--4S₂O₃^2-，n（ClO₂^-）=

1

4

n（S₂O₃^2-）=

1

4

×20×10^-3×2=0.01mol，m（NaClO₂）=0.01×90.5=9.05g，計算得到樣品中NaClO₂的質量分數(shù)；
（5）本實驗產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應產(chǎn)生的ClO₂等尾氣．

解答： 解：（1）根據(jù)反應物NaClO₃、Na₂SO₃、H₂SO₄，生成物為ClO₂和2Na₂SO₄，配平方程式為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2Na₂SO₄+H₂O；裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸，
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2Na₂SO₄+H₂O；防止倒吸；
（2）因為NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌，
故答案為：趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌；
（3）將所得混合液配成250mL待測溶液．配制待測液需用到的定量玻璃儀器是250mL容量瓶，容量瓶要指明規(guī)格，則選擇250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
（4）有碘單質參和生成的反應，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應是Na₂S₂O₃標準液滴定碘，滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準液，終點溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；
計算時一般找出關系式，由此進行計算，關系式為ClO₂^---2I₂--4S₂O₃^2-
n（ClO₂^-）=

1

4

n（S₂O₃^2-）=

1

4

×20×10^-3×2=0.01mol
m（NaClO₂）=0.01×90.5=9.05g，
計算得到樣品中NaClO₂的質量分數(shù)=

9.05g

10g

×100%=90.5%；
故答案為：滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；90.5%；
（5）本實驗產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應產(chǎn)生的ClO₂等尾氣，當關閉K₂時，打開K₁，可以吸收反應產(chǎn)生的氣體，故答案為：當關閉K₂時，打開K₁，可以吸收反應產(chǎn)生的氣體．

點評：本題考查了物質制備方法和實驗設計，步驟理解應用，掌握物質性質和實驗基本操作是解題關鍵，題目難度中等．