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(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(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標準液滴定，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）達到滴定終點時的現(xiàn)象為                                     

（5）該樣品中NaClO₂的質(zhì)量分數(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

【答案】

（1）防止倒吸（2分）；吸收裝置中末反應(yīng)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(nèi)不變色（2分）

（5）%（3分）

（6）4I^―＋O₂＋4H^＋ =2I₂＋2H₂O（2分）

【解析】

試題分析：（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可以吸收未反應(yīng)的ClO₂，防止逸出污染空氣；

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，

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(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標準液時溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)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?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達滴定終點；

（5）令樣品中NaClO₂的質(zhì)量分數(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=%，

答案為：%

（6）實驗測得結(jié)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(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，

答案為：4I^－+O₂+4H^＋=2I₂+2H₂O．

考點：氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用；探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量；制備實驗方案的設(shè)計