Question

“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”是淡黃色透明液體，廣泛應(yīng)用于食品衛(wèi)生等領(lǐng)域的殺菌消毒．ClO₂沸點(diǎn)11℃，是一種黃綠色的氣體，易溶于水．ClO₂穩(wěn)定性較差，“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”是以碳酸鈉為穩(wěn)定劑，有效成分為NaClO₂．
某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬證實(shí)其中的有效成分并測(cè)定二氧化氯的含量（樣品與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯的質(zhì)量/樣品質(zhì)量）．請(qǐng)回答下列問題：
（1）為證實(shí)“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中含有鈉離子，其正確的操作步驟是：

 

．
（2）為測(cè)定“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中二氧化氯的含量，現(xiàn)進(jìn)行以下操作：
①取mg（2g左右）試樣，置于燒瓶中，向分液漏斗中加入10mL鹽酸溶液；
②在錐形瓶中加入4g碘化鉀，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；
③在玻璃液封管中加入水；
④將分液漏斗中的鹽酸溶液放入燒瓶中，關(guān)閉旋塞．緩慢加熱燒瓶，使產(chǎn)生的二氧化氯氣體全部通過導(dǎo)管在錐形瓶中被吸收；
⑤將玻璃封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去VmL硫代硫酸鈉溶液．
（Ⅰ）NaClO₂與鹽酸反應(yīng)生成ClO₂（還原產(chǎn)物為Cl^-），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

；ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，二氧化氯被還原為氯離子，該反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（Ⅱ）裝置中玻璃液封管的作用是：

 

；如何確定燒瓶中的二氧化氯全部被錐形瓶中的液體吸收

 

．
（Ⅲ）“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中，ClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用m、c、V表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）檢驗(yàn)鈉離子要進(jìn)行焰色反應(yīng)操作，根據(jù)焰色反應(yīng)操作步驟解答；
（2）測(cè)定原理是NaClO₂與鹽酸反應(yīng)生成ClO₂，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，通過消耗碘化鉀的量來計(jì)算ClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（Ⅰ）NaClO₂與鹽酸反應(yīng)生成ClO₂（還原產(chǎn)物為Cl^-），據(jù)此書寫化學(xué)方程式；由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成水，據(jù)此書寫離子方程式；
（Ⅱ）由已知ClO₂易溶于水，據(jù)此分析裝置中玻璃液封管的作用；根據(jù)ClO₂是一種黃綠色的氣體判斷；
（Ⅲ）根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計(jì)算n（ClO₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算m（ClO₂），進(jìn)而計(jì)算ClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）檢驗(yàn)鈉離子要進(jìn)行焰色反應(yīng)操作，具體操作為：用鉑絲蘸取鹽酸溶液，在火焰上灼燒至無色，再蘸取少許試驗(yàn)溶液在火焰上灼燒，火焰呈黃色，即證明含有Na⁺，故答案為：用鉑絲蘸取鹽酸溶液，在火焰上灼燒至無色，再蘸取少許試驗(yàn)溶液在火焰上灼燒，火焰呈黃色，即證明含有Na⁺；
（2）（Ⅰ）NaClO₂與鹽酸反應(yīng)生成ClO₂（還原產(chǎn)物為Cl^-），可知反應(yīng)物為：NaClO₂與HCl，生成物為：ClO₂和NaCl，根據(jù)原子守恒還有H₂O，配平后得化學(xué)方程式為：5NaClO₂+4HCl=4ClO₂+5NaCl+2H₂O；由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，故答案為：5NaClO₂+4HCl=4ClO₂+5NaCl+2H₂O；2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O；
（Ⅱ）裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等；ClO₂沸點(diǎn)11℃，是一種黃綠色的氣體，若燒瓶中的二氧化氯全部被錐形瓶中的液體，則應(yīng)無色，故答案為：用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等；導(dǎo)管中無黃綠色氣體；
（Ⅲ）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2            10
          n（ClO₂）     c?V?10^-3 mol
n（ClO₂）=

2×cV×10-3mol

10

=2c?V?10^-4 mol．
m（ClO₂）=2c?V?10^-4 mol×67.5g/mol=1.35cV×10^-2g，
ClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

1.35cV×10-2g

m

×100%=

1.35cV

m

%，故答案為：

1.35cV

m

%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)滴定及應(yīng)用、對(duì)裝置理解分析等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問題的能力．注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握，關(guān)系式的應(yīng)用可簡(jiǎn)化計(jì)算．