Question

工業(yè)上常利用ClO₂和H₂O₂在堿性條件下反應生產漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂），實驗室可用如圖1裝置（略去部分夾持儀器）模擬生產過程．

已知：
Ⅰ．二氧化氯（ClO₂）是一種極易爆炸的強氧化性氣體，極易溶于水，在生產和使用時必須盡量進稀釋．
Ⅱ．NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體NaClO₂，高于60℃時，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）裝置A中盛放NaClO₂和Na₂C₂O₄的混合固體的儀器為

 

（填名稱）．整套實驗裝置在加入藥品之前須進行的實驗操作為

 

．
（2）A中產生ClO₂和CO₂的物質的量之比為

 

，從實驗安全角度分析CO₂氣體的作用為

 

．
（3）裝置C中發(fā)生的反應的離子方程式為

 

．
  ①反應時須保證溶液的堿性在一定pH范圍內，下列可精確檢測反應過程中溶液酸堿性并對亞氯酸鈉的純度和產率不會造成影響的是（　�。�
  a．石蕊       b．酚酞    c．pH試紙    d．pH計
  ②反應結束后，從溶液中獲得晶體NaClO₂的操作步驟為：55℃減壓蒸發(fā)結晶，趁熱過慮、

 

（填實驗操作，要求注明溫度）、低于60℃干燥得到成品．
（4）圖2中的裝置D用于吸收尾氣，下列裝置可用于裝置且合理的是

 

．

（5）某學習小組碘量法測定粗產品中亞硫酸鈉的含量，實驗如下：
  a．準確稱量所得亞氯酸鈉樣品mg，于小燒杯中，加入適量蒸餾水和過量碘化鉀，再滴入適量的稀硫酸，充分反應，將所得混合液配成250mL待測溶液．（已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-）
  b．移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴指示劑，用cmol?L^-1Na₂S₂O₃標準液滴定，到達滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標準液VmL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
①該實驗中使用的指示劑為

 

（寫名稱）；
②該樣品中NaClO₂質量分數(shù)為

 

（用含m、c、V的代數(shù)式表示，不用化簡）

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：（1）裝置A中盛放NaClO₃和Na₂C₂O₄的混合固體的儀器為平底燒瓶，反應生成的是氣體，實驗前先檢驗裝置氣密性；
（2）依據NaClO₃和Na₂C₂O₄在酸溶液中反應的定量關系計算ClO₂和CO₂的物質的量之比；CO₂氣體的作用可以稀釋二氧化氯防止爆炸；
（3）裝置C中發(fā)生的反應是過氧化氫還二氧化氯為NaClO₂ ；結合原子守恒和電荷守恒配平書寫；
①精確檢測反應過程中溶液酸堿性并對亞氯酸鈉的純度和產率不會造成影響，可以利用PH計精確測定；
②依據題干信息分析判斷，高于38℃時析出晶體NaClO₂，高于60℃時，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl；
（4）a、ClO₂ 極易溶于水，導氣管直接插入氫氧化鈉溶液會引發(fā)倒吸；
b、干燥管有較大容積，可以防止液體倒吸；
c、由于燒杯中氫氧化鈉溶液會倒吸入燒瓶，也會倒吸到發(fā)生裝置；
d、廣口瓶起到防倒吸的安全瓶裝置作用；
（5）①因為是用Na₂S₂O₃標準液滴定至終點，反應是I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，I₂與指示劑淀粉產生藍色，故終點是滴加最后一滴液體時溶液由藍色變成無色且半分鐘內不變色；
②由反應中的I元素守恒可知：
ClO₂^-～2I₂～4 S₂O₃^2-，25.00mL待測溶液中n（NaClO₂）=

1

4

×cV×10^-3mol，m（NaClO₂）=

1

4

×90.5cV×10^-3g；樣品mg配成250mL待測溶液中的NaClO₂質量擴大10倍，計算得到NaClO₂的質量分數(shù)；

解答： 解：（1）裝置A中盛放NaClO₂和Na₂C₂O₄的混合固體的儀器為平底燒瓶，反應生成的是氣體，實驗前先檢驗裝置氣密性；
故答案為：平底燒瓶，檢驗裝置氣密性；
（2）依據NaClO₃和Na₂C₂O₄在酸溶液中反應的定量關系計算ClO₂和CO₂的物質的量之比，反應的化學方程式為：2NaClO₃+Na₂C₂O₄+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，ClO₂和CO₂的物質的量之比1：1；二氧化氯（ClO₂）是一種極易爆炸的強氧化性氣體，極易溶于水，在生產和使用時必須盡量進稀釋，CO₂氣體的作用可以稀釋二氧化氯防止爆炸；
故答案為：1；1，稀釋二氧化氯，防止二氧化氯濃度較大時發(fā)生爆炸；
（3）反應2是將ClO₂→NaClO₂，Cl元素化合價降低，故ClO₂是氧化劑，H₂O₂是還原劑，其中H₂O₂中的-1價O變成O₂，反應的離子方程式為：H₂O₂+2ClO₂+2OH^-=2ClO₂ ^-+2H₂O+O₂ ；
胡答案為：H₂O₂+2ClO₂+2OH^-=2ClO₂ ^-+2H₂O+O₂ ；
①精確檢測反應過程中溶液酸堿性并對亞氯酸鈉的純度和產率不會造成影響，二氧化氯（ClO₂）是一種極易爆炸的強氧化性氣體，酸堿指示劑不能用來測定，所以可以利用PH計精確測定；
故答案為：d；
②NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體NaClO₂，高于60℃時，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，反應結束后，從溶液中獲得晶體NaClO₂的操作步驟為：55℃減壓蒸發(fā)結晶，趁熱過慮，用38°C--60°C的溫水洗滌，低于60℃干燥得到成品；
故答案為：用38°C--60°C的溫水洗滌；
（4）a、ClO₂ 極易溶于水，導氣管直接插入氫氧化鈉溶液會引發(fā)倒吸，故；a不符合；
b、干燥管有較大容積，可以防止液體倒吸，起到吸收放倒吸的作用，故b符合；
c、由于燒杯中氫氧化鈉溶液會倒吸入燒瓶，也會倒吸到發(fā)生裝置，故c不符合；
d、廣口瓶起到防倒吸的安全瓶裝置作用，避免倒吸到廣口瓶前面的發(fā)生裝置，故d符合；
故答案為：bd；
（5）①因為是用Na₂S₂O₃標準液滴定至終點，反應是I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，I₂與指示劑淀粉產生藍色，故終點是滴加最后一滴液體時溶液由藍色變成無色且半分鐘內不變色；
 故答案為：淀粉溶液；
②由反應中的I元素守恒可知：
ClO₂^-～2I₂～4 S₂O₃^2-，25.00mL待測溶液中n（NaClO₂）=

1

4

×cV×10^-3mol，m（NaClO₂）=

1

4

×90.5cV×10^-3g；樣品mg配成250mL待測溶液中的NaClO₂質量擴大10倍，故樣品中NaClO₂的質量分數(shù)為

1 4 ×90.5cV×10-2g

mg

×100%；
故答案為：

1 4 ×90.5cV×10-2g

mg

×100%；

點評：本題考查了物質制備和性質檢驗的實驗驗證和組成分析判斷，滴定實驗過程的計算應用，掌握實驗基礎和題干信息是關鍵，題目難度中等．