Question

15．NaCl和NaClO在酸性條件下可發(fā)生反應(yīng)：ClO^-+Cl^-+2H⁺═Cl₂↑+H₂O，某學(xué)習(xí)小組擬研究消毒液（主要成分為NaCl和NaClO）的變質(zhì)情況．
（1）此消毒液中NaClO可吸收空氣中的CO₂生成NaHCO₃和HClO而變質(zhì)．寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO．
（2）取適量消毒液放在試管中，加入足量一定濃度的硫酸，有氣體放出．通過如圖所示裝置檢驗(yàn)氣體的成分，從而判斷該消毒液是否變質(zhì)．
限選試劑：98%濃硫酸、1%品紅溶液、1.0mol•L^-1 KI-淀粉溶液、1.0mol•L^-1NaOH溶液、澄清石灰水、飽和NaCl溶液．
請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)方案（如圖）．

所加試劑	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
向試管A中加足量①1.0mol/LK淀粉溶液； 試管B中加1%品紅溶液； 試管C中加②澄清石灰水．	若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不褪色，C中溶液變渾濁，則消毒液部分變質(zhì)； ③若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不退色（無變化），C中溶液不變渾濁（無變化），則消毒液未變質(zhì)，則消毒液未變質(zhì)； ④若A中溶液不變藍(lán)色（無變化），B中溶液不退色（無變化），C中溶液變渾濁則消毒液完全變質(zhì)，則消毒液完全變質(zhì)．

（3）用滴定法測定消毒液中NaClO的濃度．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①量取 25.00mL消毒液放入錐形瓶中，加入過量的a mol•L^-1 Na₂SO₃溶液b mL．
②滴定分析．將c mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液裝入酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中滴定，使KMnO₄和剩余的Na₂SO₃發(fā)生反應(yīng)．當(dāng)溶液由無色變成淺紅色，且半分鐘內(nèi)紅色保持不褪去時(shí)，停止滴定，記錄數(shù)據(jù)．重復(fù)滴定實(shí)驗(yàn)3次，測得平均消耗酸性KMnO₄溶液V mL；滴定過程中涉及的反應(yīng)有：NaClO+Na₂SO₃═NaCl+Na₂SO₄；2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+3H₂O．
③計(jì)算．消毒液中NaClO的濃度為$\frac{2ab-5vc}{50}$mol•L^-1（用含a、b、c、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）碳酸的酸性比次氯酸強(qiáng)，次氯酸鈉與二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸氫鈉與次氯酸；
（2）檢驗(yàn)消毒液與硫酸反應(yīng)生成的氣體中是否含有氯氣、二氧化碳，可以判斷消毒液的變質(zhì)情況．檢驗(yàn)氯氣用1.0mol/L的KI淀粉溶液，KI淀粉溶液變藍(lán)，說明氣體中含有氯氣，檢驗(yàn)二氧化碳用過澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說明氣體中含有二氧化碳．注意氯氣的存在會(huì)干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，故KI淀粉溶液除檢驗(yàn)氯氣外，還起除去氯氣的作用，裝置B用于檢驗(yàn)氯氣是否除盡；
（3）②酸性KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)裝入酸式滴定管中；
③根據(jù)酸性KMnO₄溶液體積，利用5Na₂SO₃～2KMnO₄計(jì)算剩余的亞硫酸鈉，進(jìn)而計(jì)算與次氯酸鈉反應(yīng)的亞硫酸鈉，再根據(jù)NaClO～Na₂SO₃計(jì)算計(jì)算次氯酸鈉的物質(zhì)的量，利用c=$\frac{n}{V}$計(jì)算消毒液中NaClO的濃度．

解答 解：（1）碳酸的酸性比次氯酸強(qiáng)，次氯酸鈉與二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸氫鈉與次氯酸，反應(yīng)方程式為NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO，
故答案為：NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO；
（2）檢驗(yàn)消毒液與硫酸反應(yīng)生成的氣體中是否含有氯氣、二氧化碳，可以判斷消毒液的變質(zhì)情況．
裝置A作用是檢驗(yàn)氯氣，用1.0mol/L的KI淀粉溶液；裝置B作用氯氣是否除盡；裝置C檢驗(yàn)二氧化碳，用過澄清石灰水．
若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不退色，C中溶液變渾濁，則消毒液部分變質(zhì)；
若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不退色（無變化），C中溶液不變渾濁（無變化），則消毒液未變質(zhì)；
若A中溶液不變藍(lán)色（無變化），B中溶液不退色（無變化），C中溶液變渾濁則消毒液完全變質(zhì)；
故答案為：

所加試劑	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①1.0mol/L K淀粉溶液 ②澄清石灰水	③若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不退色（無變化），C中溶液不變渾濁（無變化），則消毒液未變質(zhì) ④若A中溶液不變藍(lán)色（無變化），B中溶液不退色（無變化），C中溶液變渾濁則消毒液完全變質(zhì)

（3）②酸性KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)裝入酸式滴定管中，故答案為：酸式；
③25.00mL消毒液需要酸性KMnO₄溶液體積為v mL，KMnO₄的物質(zhì)的量為v×10^-3L×c mol•L^-1=v×c×10^-3mol，根據(jù)關(guān)系式5Na₂SO₃～2KMnO₄可知25.00mL溶液未反應(yīng)n（Na₂SO₃）=2.5×v×c×10^-3mol，25mL溶液中加入的總的n（Na₂SO₃）=b×10^-3L×a mol•L^-1=b×a×10^-3mol，參加反應(yīng)的亞硫酸鈉為b×a×10^-3mol-2.5×v×c×10^-3mol=（ab-2.5vc）×10^-3mol，根據(jù)關(guān)系式NaClO～Na₂SO₃可知，25mL溶液中n（NaClO）=（ab-2.5vc）×10^-3mol，所以消毒液中NaClO的濃度為=$\frac{（ab-2.5vc）×1{0}^{-3}mol}{0.025L}$=$\frac{2ab-5vc}{50}$mol/L，
故答案為：$\frac{2ab-5vc}{50}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物性質(zhì)、對(duì)物質(zhì)組成的探究設(shè)計(jì)、物質(zhì)的檢驗(yàn)、滴定的應(yīng)用與計(jì)算等，題目難度中等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，注意知識(shí)的掌握與理解，（3）中計(jì)算理清反應(yīng)構(gòu)成與滴定的原理是解題關(guān)鍵，計(jì)算需要學(xué)生具有良好的心理素質(zhì)．