Question

18．亞氯酸鈉（NaClO₂）是重要的漂白劑．某小組開展如下實(shí)驗(yàn)，按如圖裝置制取無水NaClO₂晶體，回答下列問題：

已知：NaClO₂飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時(shí)析出NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知裝置B中的產(chǎn)物有ClO₂氣體，則B中反應(yīng)的方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；裝置D中反應(yīng)生成NaClO₂的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（3）從裝置D反應(yīng)后的溶液中獲得無水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用38℃～60℃熱水洗滌；④在在低于60℃條件條件下干燥得到成品．
（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．測(cè)定時(shí)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
準(zhǔn)確稱一定質(zhì)量的樣品，加入適量蒸餾水和過量的KI晶體，在酸性條件下發(fā)生如下反應(yīng)：ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-將所得混合液稀釋成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^-1 Na₂S₂O₃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^-+S₄O₆^2-）．請(qǐng)計(jì)算所稱取的樣品中NaClO₂的質(zhì)量為90.5c•V•10^-3g．

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，裝置D反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體，裝置D中生成NaClO₂，裝置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，裝置AE是利用氫氧化鈉吸收多余的氣體防止污染空氣環(huán)境，
（1）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，所以B中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，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）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）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）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：防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）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，反應(yīng)的方程式為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2 ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
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，
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；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：趁熱過濾； 洗滌； 在低于60℃條件；
（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；NaCl；
（5）令樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量x，
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-，
1mol                   4mol
0.25x         c mol•L^-1×V×10^-3L
則：x=c•V•10^-3mol
質(zhì)量=90.5c•V•10^-3g
故答案為：90.5c•V•10^-3g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，涉及亞氯酸鈉制備實(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)，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析理解能力及靈活應(yīng)用能力．