Question

【題目】很多含氯化合物都是重要的漂白劑

Ⅰ、亞氯酸鈉(NaClO2)是一種常見漂白劑，某探究小組開展如下實驗，回答下列問題：

制取NaClO2晶體按如下圖裝置進行制取。

已知：NaClO2飽和溶液在低于38℃時析出NaClO23H2O，高于38℃時析出NaClO2，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

(1)裝置C的作用是_____________；

(2)已知裝置B中的產(chǎn)物有ClO2氣體，則裝置D中反應(yīng)生成NaClO2的化學方程式為___________________；裝置B中反應(yīng)后的溶液中陰離子除了ClO2﹣、ClO3﹣、Cl﹣、ClO﹣、OH﹣外還可能含有的一種陰離子是______；檢驗該離子的方法是____________________；

(3)請補充從裝置D反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟。

①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②________；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥；得到成品．

(4)如果撤去D中的冷水浴，可能導致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是_______________。

Ⅱ、ClO2也是一種常見漂白劑，用ClO2處理過的飲用水常含有一定量有害的ClO。我國規(guī)定飲用水中ClO的含量應(yīng)不超過0.20 mg·L－1。測定水樣中ClO2、ClO的含量的過程如下：

①量取25.00 mL水樣加入到錐形瓶中，并調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0～8.0。

②加入足量的KI晶體。此過程發(fā)生反應(yīng)2ClO2＋2I－===2ClO＋I2。

③加入少量淀粉溶液，再向上述溶液中滴加1.00×10－3 mol·L－1 Na2S2O3溶液至溶液藍色剛好褪去，消耗Na2S2O3溶液7.45 mL。此過程發(fā)生反應(yīng)：2S2O＋I2===S4O＋2I－。

④調(diào)節(jié)第③步所得溶液至pH≤2.0，此過程發(fā)生反應(yīng)ClO＋4H＋＋4I－===Cl－＋2I2＋2H2O。

⑤再向溶液中滴加1.00×10－3 mol·L－1 Na2S2O3溶液至藍色剛好褪去，消耗Na2S2O3溶液30.00 mL

根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算并判斷該水樣中ClO的含量是否符合國家規(guī)定。

______________。

Answer 1

【答案】防止D瓶溶液倒吸到B瓶中 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 SO42﹣ 取樣，先加足量的鹽酸，再加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明含有SO42﹣ 趁熱過濾 NaClO3和NaCl 符合

【解析】

Ⅰ、裝置B中制備得到ClO2，所以B中為NaClO3和Na2SO3在濃H2SO4的作用下生成ClO2和Na2SO4，反應(yīng)方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；C可防止倒吸，起到安全瓶的作用；D中加入過氧化氫和氫氧化鈉，在低溫下與ClO2反應(yīng)生成NaClO2，反應(yīng)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2。

(1)裝置D中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強降低，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D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；B制得的氣體中含有SO2，在裝置D中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO42-，用氯化鋇溶液檢驗SO42-，具體操作：取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明含有SO42-；

(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NaClO23H2O，應(yīng)趁熱過濾；

(4)由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能導致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO3和NaCl；

(5)由2ClO2+2I－===2ClO2－+I2和2S2O32－+I2===S4O62－+2I－得：2ClO2－～I2～2Na2S2O3，所以n(ClO2－) 生成= n(Na2S2O3)=1×10－3mol·L－1×7.45×10－3L＝7.45×10－6 mol，

由ClO2－＋4H＋＋4I－===Cl－＋2I2＋2H2O和2S2O3－＋I2===S4O6－＋2I－得：ClO2－～2I2～4Na2S2O3，所以n(ClO2－) 總 = n(Na2S2O3) =×1×10－3 mol·L－1×30.00×10－3 L＝7.50×10－6 mol，

原水樣中c(ClO2－)＝(7.50×10－6 mol－7.45×10－6 mol)÷0.025 L＝2.00×10－6 mol·L－1，ClO2－的含量為2.00×10－6 mol·L－1×67.5×103 mg·mol－1＝0.135 mg·L－1＜0.2 mg·L－1，該水樣中ClO2－的含量符合國家規(guī)定。