Question

16．NaCl和NaClO在酸性條件下可發(fā)生反應：ClO^-+Cl^-+2H⁺═Cl₂↑+H₂O，某學習小組擬研究消毒液（主要成分為NaCl和NaClO）的變質(zhì)情況．
（1）此消毒液中NaClO可吸收空氣中的CO₂生成NaHCO₃和HClO而變質(zhì)．寫出化學反應方程式：NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO．
（2）取適量消毒液放在試管中，加入足量一定濃度的硫酸，有氣體放出．通過以下裝置檢驗氣體的成分，從而判斷該消毒液是否變質(zhì)．

限選試劑：98%濃硫酸、1%品紅溶液、1.0mol•L^-1 KI淀粉溶液、1.0mol•L^-1 NaOH溶液、澄清石灰水、飽和NaCl溶液．
請完成下列實驗方案．

所加試劑	預期現(xiàn)象和結(jié)論
向試管A中加足量①1.0 mol/L KI淀粉溶液；試管B中加1%品紅溶液；試管C中加②澄清石灰水．	若A中溶液變藍色，B中溶液不褪色，C中溶液變渾濁，則消毒液部分變質(zhì)；③若A中溶液變藍色，B中溶液不退色（無變化），C中溶液不變渾濁（無變化），則消毒液未變質(zhì)，則消毒液未變質(zhì)； ④若A中溶液不變藍色（無變化），B中溶液不退色（無變化），C中溶液變渾濁則消毒液完變質(zhì)，則消毒液完全變質(zhì)．

（3）測定消毒液中NaClO的濃度．實驗步驟如下：
①量取25.00mL消毒液放入錐形瓶中，加入過量的a mol•L^-1 Na₂SO₃溶液b mL．
②定量分析．使c mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液和剩余的Na₂SO₃發(fā)生反應．重復實驗3次，測得平均消耗酸性KMnO₄溶液V mL；此過程中涉及的反應有：NaClO+Na₂SO₃═NaCl+Na₂SO₄；2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+3H₂O．
③計算．消毒液中NaClO的濃度為$\frac{（2ab-5vc）}{50}$mol•L^-1（用含a、b、c、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）碳酸的酸性比次氯酸強，次氯酸鈉與二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉與次氯酸；
（2）檢驗消毒液與硫酸反應生成的氣體中是否含有氯氣、二氧化碳，可以判斷消毒液的變質(zhì)情況．檢驗氯氣用1.0mol/L的KI淀粉溶液，KI淀粉溶液變藍，說明氣體中含有氯氣，檢驗二氧化碳用過澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說明氣體中含有二氧化碳．注意氯氣的存在會干擾二氧化碳的檢驗，故KI淀粉溶液除檢驗氯氣外，還起除去氯氣的作用，裝置B用于檢驗氯氣是否除盡；
（3）③根據(jù)酸性KMnO₄溶液體積，利用5Na₂SO₃～2KMnO₄計算剩余的亞硫酸鈉，進而計算與次氯酸鈉反應的亞硫酸鈉，再根據(jù)NaClO～Na₂SO₃計算計算次氯酸鈉的物質(zhì)的量，利用c=$\frac{n}{V}$計算消毒液中NaClO的濃度．

解答 解：（1）碳酸的酸性比次氯酸強，次氯酸鈉與二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉與次氯酸，反應方程式為NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO，
故答案為：NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO；
（2）檢驗消毒液與硫酸反應生成的氣體中是否含有氯氣、二氧化碳，可以判斷消毒液的變質(zhì)情況．
裝置A作用是檢驗氯氣，用1.0mol/L的KI淀粉溶液；裝置B作用氯氣是否除盡；裝置C檢驗二氧化碳，用過澄清石灰水．
若A中溶液變藍色，B中溶液不退色，C中溶液變渾濁，則消毒液部分變質(zhì)；
若A中溶液變藍色，B中溶液不退色（無變化），C中溶液不變渾濁（無變化），則消毒液未變質(zhì)；
若A中溶液不變藍色（無變化），B中溶液不退色（無變化），C中溶液變渾濁則消毒液完全變質(zhì)；
故答案為：

所加試劑	預期現(xiàn)象和結(jié)論
①1.0mol/L K淀粉溶液 ②澄清石灰水	③若A中溶液變藍色，B中溶液不退色（無變化），C中溶液不變渾濁（無變化），則消毒液未變質(zhì) ④若A中溶液不變藍色（無變化），B中溶液不退色（無變化），C中溶液變渾濁則消毒液完全變質(zhì)

（3）③25.00mL消毒液需要酸性KMnO₄溶液體積為v mL，KMnO₄的物質(zhì)的量為v×10^-3L×c mol•L^-1=v×c×10^-3mol，根據(jù)關系式5Na₂SO₃～2KMnO₄可知25.00mL溶液未反應n（Na₂SO₃）=2.5×v×c×10^-3mol，25mL溶液中加入的總的n（Na₂SO₃）=b×10^-3L×a mol•L^-1=b×a×10^-3mol，參加反應的亞硫酸鈉為b×a×10^-3mol-2.5×v×c×10^-3mol=（ab-2.5vc）×10^-3mol，根據(jù)關系式NaClO～Na₂SO₃可知，25mL溶液中n（NaClO）=（ab-2.5vc）×10^-3mol，所以消毒液中NaClO的濃度為=$\frac{（ab-2.5vc）×1{0}^{-3}}{0.025L}$=$\frac{（2ab-5vc）}{50}$mol/L，
故答案為：$\frac{（2ab-5vc）}{50}$．

點評 本題考查元素化合物性質(zhì)、對物質(zhì)組成的探究設計、物質(zhì)的檢驗、滴定的應用與計算等，難度中等，是對所學知識的綜合應用，注意知識的掌握與理解，（3）中計算理清反應構成與滴定的原理是解題關鍵，計算需要學生具有良好的心理素質(zhì)．