Question

20．亞氯酸鈉（NaClO₂）是重要漂白劑．探究小組開展如下實驗，回答下列問題：
實驗Ⅰ：制取NaClO₂晶體按如圖裝置進(jìn)行制取．

已知：NaClO₂飽和溶液在低于38℃時析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）用50%雙氧水配制30%的H₂O₂溶液，需要的玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管、燒杯外，還需要量筒（填儀器名稱）；
（2）裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中（或安全瓶）；
（3）裝置B內(nèi)生成的ClO₂氣體與裝置D中混合溶液反應(yīng)生成NaClO₂，生成NaClO₂的反應(yīng)方程式為2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂+2H₂O．
（4）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；
（5）反應(yīng)后，經(jīng)以下步驟可從裝置D的溶液獲得NaClO₂晶體．請補(bǔ)充完整操作iii．
i.55℃蒸發(fā)結(jié)晶；   ii．趁熱過濾；  iii．用45℃左右的熱水洗滌3遍（熱水溫度高于38℃，低于60℃）；  iv．低于60℃干燥，得到成品．
實驗Ⅱ：樣品雜質(zhì)分析與純度測定
（6）上述實驗制得的NaClO₂晶體中含少量Na₂SO₄．產(chǎn)生Na₂SO₄最可能的原因是a；
a．B中有SO₂氣體產(chǎn)生，并有部分進(jìn)入D裝置內(nèi)
b．B中濃硫酸揮發(fā)進(jìn)入D中與NaOH中和
c．B中的硫酸鈉進(jìn)入到D裝置內(nèi)
（7）測定樣品中NaClO₂的純度．測定時進(jìn)行如下實驗：
準(zhǔn)確稱一定質(zhì)量的樣品，加入適量蒸餾水和過量的KI晶體，在酸性條件下發(fā)生如下反應(yīng)：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-，將所得混合液稀釋成100mL待測溶液．
取25.00mL待測溶液，加入淀粉溶液做指示劑，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，測得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
①確認(rèn)滴定終點的現(xiàn)象是滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時，溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說明到達(dá)滴定終點；
②所稱取的樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量為c•V•10^-3 mol（用含c、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 裝置B中制備得到ClO₂，所以B中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，裝置C為安全瓶，裝置D反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體，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，裝置E為吸收多余的氣體，防止污染空氣，裝置A是吸收B中剩余氣體，
（1）用50%雙氧水配制30%的H₂O₂溶液是計算、量取、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻等步驟選擇儀器；
（2）裝置C的作用是安全瓶，有防倒吸作用，裝置D中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（3）裝置B中制備得到ClO₂，所以B中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，二氧化氯和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO₂；
（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；
（5）從裝置D的溶液獲得NaClO₂晶體，需要蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥；
（6）B中可能發(fā)生Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，產(chǎn)生的SO₂ 被帶入D中，SO₂與H₂O₂ 反應(yīng)生成硫酸鈉；
（7）①碘遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說明到達(dá)滴定終點；
②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)可得關(guān)系式：NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-，令樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量x，根據(jù)關(guān)系式計算．

解答 解：（1）用50%雙氧水配制30%的H₂O₂溶液，需要的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠體滴管，所以還需要量筒，
故答案為：量筒；
（2）裝置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，
故答案為：防止D瓶溶液倒吸到B瓶中（或安全瓶）；
（3）裝置B中制備得到ClO₂，所以B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，二氧化氯和雙氧水、氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO₂，反應(yīng)方程式為2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂+2H₂O；
（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(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO₃和NaCl，
故答案為：NaClO₃和NaCl；
（5）從裝置D的溶液獲得NaClO₂晶體，需要蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥操作，所以第iii操作是用45℃左右的熱水洗滌3遍（熱水溫度高于38℃，低于60℃），故答案為：用45℃左右的熱水洗滌3遍（熱水溫度高于38℃，低于60℃）；
（6）B中可能發(fā)生Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，產(chǎn)生的SO₂ 被帶入D中，SO₂與H₂O₂ 反應(yīng)生成硫酸鈉，濃硫酸難揮發(fā)，硫酸鈉是難揮發(fā)的鹽，不會進(jìn)入D，故a正確，b、c錯誤，故選：a，
故答案為：a；
（7）①碘遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說明到達(dá)滴定終點，
故答案為：滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時，溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說明到達(dá)滴定終點；
②令樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量x，則：
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-，
1mol                    4mol
0.25x    c mol•L^-1×V×10^-3L
故x=c•V•10^-3mol，
故答案為：c•V•10^-3mol．

點評 本題考查亞氯酸鈉制備實驗的基本操作、亞氯酸鈉的性質(zhì)及中和滴定等知識，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，難點是流程圖的分析，題目難度中等．