Question

3．某興趣小組欲制備漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂）．甲同學通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出晶體的是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
實驗I 乙同學利用圖圖所示裝置制取NaClO₂晶體

（l）裝置B中使?jié)饬蛩犴樌�滴下的操作是將分液漏斗活塞凹槽與漏斗上口部小孔對準，再開啟分液漏斗旋塞，該裝置中生成了ClO₂，反應(yīng)的化學方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O．
（2）裝置A和E的作用是吸收ClO₂，防止污染空氣．
（3）裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
（4）反應(yīng)結(jié)束后，先將裝置D反應(yīng)后的溶液在55℃條件下減壓蒸發(fā)結(jié)晶，然后進行的操作是趁熱過濾，再用38℃～60℃的溫水洗滌，最后在低于60℃條件下干燥，得到NaClO₂晶體．
實驗Ⅱ丙同學設(shè)計實驗測定制得NaClO₂樣品的純度
其實驗步驟如下：
①稱取所得亞氯酸鈉樣品ag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(yīng)后，配成100mL混合液．
②取25.00mL待測液于錐形瓶中，用bmol/LNa₂S₂O₃標準液滴定，消耗標準液體積的平均值為VmL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2- ）．
（5）步驟①反應(yīng)的離子方程式為ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-．
（6）步驟②滴定中使用的指示劑是淀粉溶液．
（7）樣品中NaClO₂的質(zhì)最分數(shù)為$\frac{0.0905bV}{a}$ （用含a、b、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 制取NaClO₂晶體：裝置B中發(fā)生反應(yīng)：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，生成的ClO₂氣體經(jīng)裝置C進入裝置D，發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，得NaClO₂溶液，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作，得晶體NaClO₂•3H₂O，要注意根據(jù)題目所給信息，控制溫度，裝置AE是吸收多余氣體防止污染，據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）裝置B中使?jié)饬蛩犴樌�滴下，將分液漏斗活塞凹槽與漏斗上口部小孔對準，再開啟分液漏斗旋塞；該裝置中生成氣體，化學方程式為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
故答案為：將分液漏斗活塞凹槽與漏斗上口部小孔對準，再開啟分液漏斗旋塞；2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（2）ClO₂污染空氣，不能排放于空氣中，裝置AE是吸收ClO₂，防止污染空氣；
故答案為：吸收ClO₂，防止污染空氣；
（3）裝置D中為ClO₂氣體與氫氧化鈉、過氧化氫反應(yīng)生成NaClO₂的反應(yīng)，氯元素化合價降低，則過氧化氫中氧元素化合價升高生成氧氣，化學方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
故答案為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（4）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，故操作為將裝置D反應(yīng)后的溶液在55℃條件下減壓蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，再用38℃～60℃的溫水洗滌，最后在低于60℃條件下干燥，得到NaClO₂晶體；
故答案為：趁熱過濾；
（5）步驟①中亞氯酸鈉在酸性條件下氧化碘離子，離子方程式為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-；
故答案為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-；
（6）有碘單質(zhì)生成和消耗，用淀粉溶液作指示劑；
故答案為：淀粉溶液；
（7）令樣品中NaClO₂的質(zhì)量分數(shù)為x，則：
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-
90.5g                 4mol
axg          b mol•L^-1×V×10^-3L×$\frac{100mL}{25mL}$，
所以90.5g：axg=4mol：b mol•L^-1×V×10^-3L×$\frac{100mL}{25mL}$，
解得x=$\frac{0.0905bV}{a}$；
故答案為：$\frac{0.0905bV}{a}$．

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，同時考查學生分析問題、解決問題的能力，題目難度中等，注意氧化還原反應(yīng)滴定中利用關(guān)系式進行的計算．