Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種高效氧化劑、漂白劑．已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．利用如圖所示裝置制備亞氯酸鈉．

（1）裝置②中產(chǎn)生ClO₂的化學(xué)方程式為

 

．裝置③的作用是

 

．
（2）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

 

；
    ③

 

；
    ④低于60℃干燥，得到成品．
（3）準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品10g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)（ClO₂^-+4I^-+4H⁺→2H₂O+2I₂+Cl^-）．將所得混合液配成250mL待測(cè)溶液．配制待測(cè)液需用到的定量玻璃儀器是

 

．
（4）取25.00mL待測(cè)液，用2.0mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定（I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-），以淀粉溶液做指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為

 

．重復(fù)滴定2次，測(cè)得Na₂S₂O₃溶液平均值為20.00mL．該樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（5）通過分析說明裝置①在本實(shí)驗(yàn)中的作用

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物NaClO₃、Na₂SO₃、H₂SO₄，生成物為ClO₂和2Na₂SO₄，配平方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2Na₂SO₄+H₂O；裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸；
（2）因?yàn)镹aClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌；
（3）容量瓶要指明規(guī)格；
（4）有碘單質(zhì)參和生成的反應(yīng)，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應(yīng)是Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定碘，終點(diǎn)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；
計(jì)算時(shí)一般找出關(guān)系式，由此進(jìn)行計(jì)算，關(guān)系式為ClO₂^---2I₂--4S₂O₃^2-，n（ClO₂^-）=

1

4

n（S₂O₃^2-）=

1

4

×20×10^-3×2=0.01mol，m（NaClO₂）=0.01×90.5=9.05g，計(jì)算得到樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會(huì)污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂等尾氣．

解答： 解：（1）根據(jù)反應(yīng)物NaClO₃、Na₂SO₃、H₂SO₄，生成物為ClO₂和2Na₂SO₄，配平方程式為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2Na₂SO₄+H₂O；裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸，
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2Na₂SO₄+H₂O；防止倒吸；
（2）因?yàn)镹aClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌，
故答案為：趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌；
（3）將所得混合液配成250mL待測(cè)溶液．配制待測(cè)液需用到的定量玻璃儀器是250mL容量瓶，容量瓶要指明規(guī)格，則選擇250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
（4）有碘單質(zhì)參和生成的反應(yīng)，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應(yīng)是Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定碘，滴入最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液，終點(diǎn)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；
計(jì)算時(shí)一般找出關(guān)系式，由此進(jìn)行計(jì)算，關(guān)系式為ClO₂^---2I₂--4S₂O₃^2-
n（ClO₂^-）=

1

4

n（S₂O₃^2-）=

1

4

×20×10^-3×2=0.01mol
m（NaClO₂）=0.01×90.5=9.05g，
計(jì)算得到樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

9.05g

10g

×100%=90.5%；
故答案為：滴入最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；90.5%；
（5）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會(huì)污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂等尾氣，當(dāng)關(guān)閉K₂時(shí)，打開K₁，可以吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，故答案為：當(dāng)關(guān)閉K₂時(shí)，打開K₁，可以吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氣體．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，步驟理解應(yīng)用，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．