Question

20．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌．某工廠生產(chǎn)亞氯酸鈉的主要流程如下：

（1）氣體a的化學式為O₂．溶液A的名稱是硫酸．
（2）反應I的離子方程式為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O，其中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1．
（3）反應Ⅱ的化學方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂═2NaClO₂+2H₂O+O₂．反應過程中控制溫度不高于20℃，目的是防止H₂O₂分解．
（4）NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結(jié)晶析出NaClO₂•3H₂O．上述生產(chǎn)中由NaClO₂溶液得到NaClO₂•3H₂O粗晶體的實驗操作依次是B、E、D（填字母序號）．
A．蒸餾   B．蒸發(fā)   C．灼燒   D．過濾         E．冷卻結(jié)晶
要得到更純的NaClO₂•3H₂O晶體必須進行的操作是重結(jié)晶（填操作名稱）．
（5）為了測定NaClO₂•3H₂O的純度，取上述產(chǎn)品10g溶于水配成500mL溶液，取出10mL溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反應后加入2～3滴淀粉溶液，用0.264mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準液滴定．當?shù)稳胱詈笠坏蜰a₂S₂O₃標準液時，錐形瓶中溶液由藍色變?yōu)闊o色（填顏色變化），且半分鐘內(nèi)不發(fā)生變化，說明滴定達終點．重復三次實驗，用去標準液的平均體積為20.00mL．則產(chǎn)品的純度為95.37%（保留小數(shù)點后兩位，提示：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI）．

Answer 1

分析 根據(jù)題中流程，Ⅰ中NaClO₃在酸性條件下被亞硫酸根離子還原成ClO₂，反應ⅡClO₂在堿性條件下被雙氧水還原成NaClO₂，NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體NaClO₂．
（1）電解硫酸鈉得到的是氫氣和氧氣，電解硫酸鈉溶液可以在兩個電極上得到氫氧化鈉和硫酸；
（2）Ⅰ中NaClO₃在酸性條件下被亞硫酸根離子還原成ClO₂，據(jù)此確定反應中的氧化劑和還原劑一起二者的量之比；
（3）反應ⅡClO₂在堿性條件下被雙氧水還原成NaClO₂；
（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體，得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體；
（5）根據(jù)碘遇到淀粉變藍色結(jié)合反應的原理判斷反應終點；取上述合成產(chǎn)品10g溶于水配成500mL溶液，取出10mL溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，發(fā)生ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O，充分反應后加入2～3滴淀粉溶液，溶液變藍，用0.264mol/L Na₂S₂O₃標準液滴定，發(fā)生：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，藍色變?yōu)闊o色，可得反應的關系式為：ClO₂^-～2I₂～4Na₂S₂O₃，據(jù)此計算即可．

解答 解：根據(jù)題中流程，Ⅰ中NaClO₃在酸性條件下被亞硫酸根離子還原成ClO₂，反應ⅡClO₂在堿性條件下被雙氧水還原成NaClO₂，NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體NaClO₂．
（1）電解硫酸鈉得到的是氫氣和氧氣，反應Ⅱ的化學方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂═2NaClO₂+2H₂O+O₂，所以a是氧氣，b是氫氣，電解硫酸鈉溶液可以在兩個電極上得到氫氧化鈉和硫酸，所以溶液A的名稱是硫酸，故答案為：O₂；硫酸；
（2）Ⅰ中NaClO₃在酸性條件下被亞硫酸根離子還原成ClO₂，反應I的離子方程式為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O，其中氧化劑是ClO₃^-，還原劑是SO₃^2-，二者的物質(zhì)的量之比為是2：1，故答案為：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O；2：1；
（3）反應ⅡClO₂在堿性條件下被雙氧水還原成NaClO₂，化學方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂═2NaClO₂+2H₂O+O₂，為了防止H₂O₂分解，反應過程中控制溫度不高于20℃，故答案為：）2NaOH+2ClO₂+H₂O₂═2NaClO₂+2H₂O+O₂；防止H₂O₂分解；
（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體，得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體；
故答案為：B、E、D；重結(jié)晶；
（5）當?shù)稳胱詈笠坏蜰a₂S₂O₃標準液時，錐形瓶中溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不發(fā)生變化，說明滴定達終點；
取上述合成產(chǎn)品10g溶于水配成500mL溶液，取出10mL溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，發(fā)生ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O，充分反應后加入2～3滴淀粉溶液，溶液變藍，用0.264mol/L Na₂S₂O₃標準液滴定，發(fā)生：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，藍色變?yōu)闊o色，
可得反應的關系式為：ClO₂^-～2I₂～4Na₂S₂O₃，又n（Na₂S₂O₃）=0.264mol/L×0.02L=0.00528mol，
則ClO₂^-～2I₂～4Na₂S₂O₃
1                         4
n（ClO₂^-） 0.00528mol
n（ClO₂^-）=$\frac{0.00528mol}{4}$=0.00132mol，
所以500ml溶液中含有：n（NaClO₂）=0.00132mol×50=0.066mol，
則10g合成產(chǎn)品中含有：m（NaClO₂•3H₂O）=0.066mol×144.5g/mol=9.537g，
則ω（NaClO₂•3H₂O）=$\frac{9.537g}{10g}$×100%=95.37%．
故答案為：由藍色變?yōu)闊o色；95.37%．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的檢驗、除雜、制備以及含量的測定，題目難度較大，本題（5）為易錯點，注意把握有關反應方程式的書寫．