Question

15．亞氯酸鈉（NaClO₂）是重要漂白劑，探究小組按如圖裝置進(jìn)行NaClO₂的制�。�

已知：NaClO₂飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時(shí)析出NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）已知裝置A中反應(yīng)產(chǎn)生ClO₂氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
反應(yīng)結(jié)束后通入適量的空氣，其目的是將ClO₂吹入到裝置B進(jìn)行反應(yīng)．
（2）裝置B中反應(yīng)生成NaClO₂，其反應(yīng)的離子方程式為2OH^-+2ClO₂+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；
反應(yīng)后的溶液中陰離子除了ClO${\;}_{2}^{-}$、ClO${\;}_{3}^{-}$、Cl^-、ClO^-、OH^-外還可能含有的一種陰離子是SO₄^2-；檢驗(yàn)該離子的方法是取少量反應(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SO₄^2-；
（3）請(qǐng)補(bǔ)充從裝置B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趁熱過濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去B中的冷水浴，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的NaClO₃和NaCl雜質(zhì)含量偏高．

Answer 1

分析 （1）裝置A中制備得到ClO₂，所以A中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，反應(yīng)結(jié)束后通入適量的空氣，將ClO₂吹入到裝置B進(jìn)行反應(yīng)；
（2）裝置B中反應(yīng)生成NaClO₂，Cl元素的化合價(jià)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，配平書寫離子方程式；
裝置I中通入SO₂的不完全反應(yīng)，在裝置Ⅱ中被氧化生成硫酸，可以用利用硫酸鋇是白色沉淀檢驗(yàn)硫酸根；
（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，注意溫度控制；
（4）由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．

解答 解：（1）裝置A中制備得到ClO₂，所以A中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，反應(yīng)的方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2 ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，反應(yīng)結(jié)束后通入適量的空氣，將ClO₂吹入到裝置B進(jìn)行反應(yīng)，
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2 ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；將ClO₂吹入到裝置B進(jìn)行反應(yīng)；
（2）裝置B中反應(yīng)生成NaClO₂，Cl元素的化合價(jià)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，反應(yīng)的離子方程式為：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；裝置A中通入SO₂的不完全反應(yīng)，在裝置B中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO₄^2-，可以用氯化鋇溶液檢驗(yàn)SO₄^2-，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SO₄^2-，
故答案為：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；SO₄^2-；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SO₄^2-；
（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(jìn)行洗滌，低于60℃干燥，
故答案為：趁熱過濾；用38℃～60℃熱水洗滌；低于60℃干燥；
（4）由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO₃和NaCl，
故答案為：NaClO₃和NaCl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查亞氯酸鈉制備實(shí)驗(yàn)的基本操作、亞氯酸鈉的性質(zhì)及中和滴定等知識(shí)，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，難度中等．