Question

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．利用如圖所示裝置進(jìn)行實驗．

（1）裝置③的作用是______；裝置①的作用是______．
（2）裝置②中產(chǎn)生ClO₂的還原劑是______；裝置④中制備ClO₂的化學(xué)方程式為______．
（3）從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：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．
實驗Ⅱ：測定某亞氯酸鈉樣品的純度．
設(shè)計如下實驗方案，并進(jìn)行實驗：
①準(zhǔn)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(yīng)（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(biāo)準(zhǔn)液滴定，至滴定終點．重復(fù)2次，測得平均值為V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．
（4）達(dá)到滴定終點時的現(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，此實驗測得結(jié)果偏高，原因用離子方程式表示為______．

Answer 1

解：（1）裝置④中氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強降低，裝置③防止倒吸；裝置中有未反應(yīng)的ClO₂，裝置①可以吸收未反應(yīng)的ClO₂，防止逸出污染空氣；
故答案為：防止倒吸；吸收未反應(yīng)的ClO₂，防止逸出污染空氣；
（2）亞硫酸鈉具有還原性，在反應(yīng)中作還原劑；
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，
故答案為：Na₂SO₃；2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（3）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO₂?3H₂O，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，
故答案為：用38℃～60℃熱水洗滌；
（4）碘遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液由藍(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，
故答案為：滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液由藍(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；
（5）令樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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=%，
故答案為：%；
（6）實驗測得結(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，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O，
故答案為：4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O．
分析：（1）裝置④中氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強降低，裝置③防止倒吸；
裝置中有未反應(yīng)的ClO₂，裝置①可以吸收ClO₂，防止逸出污染空氣；
（2）亞硫酸鈉具有還原性，在反應(yīng)中作還原劑；
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，配平書寫方程式；
（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，注意溫度控制；
（4）反應(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴液體時溶液由藍(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；
（5）根據(jù)關(guān)系式NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-進(jìn)行計算；
（6）實驗測得結(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所致．
點評：本題考查物質(zhì)的制備、對信息的利用、對裝置的理解、氧化還原反應(yīng)滴定等，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，難度較大，注意氧化還原反應(yīng)滴定中利用關(guān)系式進(jìn)行的計算．