Question

(18分)某化學(xué)興趣小組同學(xué)展開對漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)的研究。

實(shí)驗(yàn)I：制取NaClO2晶體

己知：NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出品體是NaClO2·3H2O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO2，高于60℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）裝置③的作用是 裝置①的作用是

（2）裝置②中制備ClO2的化學(xué)方程式為 ；產(chǎn)生ClO2的還原劑是裝置④中制備NaClO2的化學(xué)方程式為

（3）從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟為：

①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶：②趁熱過濾；③ ；④低于60℃干燥，得到成品。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：測定某亞氯酸鈉樣品的純度。

設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品mg于小燒杯中，加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體，再滴入適量的稀硫酸，充分反應(yīng)(已知：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-)。將所得混合液配成250mL待測溶液。

②移取25．00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴淀粉溶液，用c mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，至滴定終點(diǎn)。重復(fù)2次，測得平均值為V mL(已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。

（4）達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為

（5）該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含m、c、V的代數(shù)式表示)。

（6）在滴定操作正確無誤的情況下，此實(shí)驗(yàn)測得結(jié)果 （填“偏高”或“偏低”），原因用離子方程式表示為 。

Answer 1

（1）防止倒吸；吸收裝置中未反應(yīng)的ClO2 ，防止外逸污染空氣；

（2）Na2SO3+2NaClO3+H2SO4= 2Na2SO4+ 2ClO2↑+H2O； Na2SO3；

2NaOH＋2ClO2＋H2O2=2NaClO2＋2H2O＋O2↑(2分) ；

（3）用38 ℃～60 ℃的溫水洗滌；（4）溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘不變色

（5）% 或 22.6Cv/m% (2分)，（6）偏高 4I－＋O2＋4H＋=2I2＋2H2O (2分)

【解析】

試題分析：（1）在裝置②中發(fā)生反應(yīng)制取ClO2，在裝置④中氣體進(jìn)行反應(yīng)，使裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置③防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；裝置①中含有NaOH溶液，可以與ClO2，發(fā)生反應(yīng)，因此其作用是吸收裝置中未反應(yīng)的ClO2 ，防止外逸污染空氣；（2）在裝置②中發(fā)生反應(yīng)制取ClO2，根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒定律可得：Na2SO3+2NaClO3+H2SO4= 2Na2SO4+ 2ClO2↑+H2O。在該反應(yīng)中Na2SO3中的S元素的化合價(jià)升高，失去電子，作還原劑；在裝置④ClO2與NaOH的H2O2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體，在該反應(yīng)中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，根據(jù)電子守恒、原子守恒可得方程式為： 2NaOH+ 2ClO2+ H2O2= 2NaClO2+2H2O+O2，（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)該控制溫度38℃～60℃進(jìn)行洗滌，低于60℃干燥；（4）碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，碘反應(yīng)完全，所以滴加最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達(dá)滴定終點(diǎn)；（5）令樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，根據(jù)反應(yīng)方程式：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得關(guān)系式：NaClO2～2I2～4S2O32－。則NaClO2與S2O32－的關(guān)系是每90.5g NaClO2對應(yīng)消耗 4mol 的S2O32－。n(S2O32－)= c mol·L-1×V×10-3L×,則m(NaClO2)=。所以NaClO2的純度是a= [m(NaClO2)÷m(總)]×100=%=22.6Cv/m%。（6）（6）在滴定操作正確無誤的情況下，由于反應(yīng)過程會產(chǎn)生氧氣，氧氣會將溶液中的I-氧化為I2單質(zhì)，使溶液中碘的含量偏高，滴定消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高，故會使實(shí)驗(yàn)測得結(jié)果偏高。反應(yīng)離子方程式為4I－+O2+4H＋=2I2+2H2O。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制取過程中裝置的作用、物質(zhì)制取原理的方程式表示、滴定終點(diǎn)的判斷、誤差分析、關(guān)系式法在物質(zhì)純度的計(jì)算中的作用的知識。