【題目】ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑,常將其制成NaClO2固體,以便運(yùn)輸和貯存,過氧化氫法備NaClO2固體的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

已知:2NaC1O3+H2O2+H2SO4=2C1O2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O

②ClO2熔點(diǎn)-59℃、沸點(diǎn)11℃,濃度過高時(shí)易發(fā)生分解;

③H2O2沸點(diǎn)150℃

1儀器C的名稱是__________________,儀器A的作用是_________________,冰水浴冷卻的目的是________________________________________________。

2該裝置不完善的方面是________________________

3空氣流速過快或過慢,均降低NaClO2產(chǎn)率,試解釋其原因,空氣流速過慢時(shí),___________;空氣流速過快時(shí),________________。

4Cl-存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成。反應(yīng)開始時(shí)在C中加入少量鹽酸,ClO2的生成速率大大提高,并產(chǎn)生微量氯氣。該過程可能經(jīng)兩步完成,請(qǐng)將其補(bǔ)充完整:

_____________________________(用離子方程式表示)

②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+

5NaClO2純度測(cè)定:

準(zhǔn)確稱取所得NaClO2樣品10.0g于燒杯中,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)(C1O2-的產(chǎn)物為Cl-),將所得混合液配成250mL待測(cè)溶液;

25.00mL待測(cè)液,用2.0mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示劑,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為__________________________,重復(fù)滴定3次,測(cè)得Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液平均用量為20.00mL,則該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________。(M(NaClO2)=90.5g/mol

【答案】 三頸燒瓶 防止倒吸 降低NaClO2的溶解度 減少H2O2的分解、增加ClO2的溶解度、減少ClO2的分解 沒有尾氣處理裝置 空氣流速過慢時(shí),ClO2不能及時(shí)被移走,濃度過高導(dǎo)致分解 空氣流速過快時(shí),ClO2不能被充分吸收,導(dǎo)致浪費(fèi)原料,產(chǎn)率降低 2ClO3-+2Cl-+4H+=2C1O2↑+Cl2↑+2H2O 當(dāng)最后一滴滴定液滴下后,溶液由藍(lán)色變無色,且30秒內(nèi)不恢復(fù) 90.5%

【解析】(1)儀器C的名稱是三頸燒瓶;儀器A為安全瓶,可以防止倒吸;雙氧水易分解,ClO2濃度過高時(shí)易發(fā)生分解,因此冰水浴冷卻的目的是為降低NaClO2的溶解度,減少H2O2的分解,增加ClO2的溶解度,減少ClO2的分解。答案為三頸燒瓶;防止倒吸;降低NaClO2的溶解度 ;減少H2O2的分解、增加ClO2的溶解度、減少ClO2的分解

(2)ClO2有毒,污染空氣,應(yīng)該做尾氣處理,該裝置沒有尾氣處理裝置。答案為沒有尾氣處理裝置

(3)空氣流速過慢時(shí),ClO2不能及時(shí)被移走,濃度過高導(dǎo)致ClO2分解;空氣流速過快時(shí),ClO2不能被充分吸收,因此空氣流速過快或過慢,均降低NaClO2產(chǎn)率。答案為空氣流速過慢時(shí),ClO2不能及時(shí)被移走,濃度過高導(dǎo)致分解;空氣流速過快時(shí),ClO2不能被充分吸收,導(dǎo)致浪費(fèi)原料,產(chǎn)率降低

(4)Cl-存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成,根據(jù)第二步反應(yīng)可知產(chǎn)生氯離子,因此第一步是消耗氯離子,離子方程式為2ClO3-+2Cl-+4H+=2C1O2↑+Cl2↑+2H2O 。答案為:2ClO3-+2Cl-+4H+=2C1O2↑+Cl2↑+2H2O

(5)有碘單質(zhì)參與的反應(yīng)一般采用淀粉溶液為指示劑,因此現(xiàn)象為:當(dāng)最后一滴滴定液滴下后,溶液由無色變藍(lán)色,且30秒內(nèi)不褪色。NaClO2和碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為ClO2-+4 I-+4 H+= Cl-+2I2+2 H2O根據(jù)方程式可以找出一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系即:ClO2-─2I2─4 S2O32-,因?yàn)?/span>20mlNa2S2O3溶液中Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.04mol,所以ClO2-的物質(zhì)的量為,NaClO2的質(zhì)量為0.1mol×90.5g/mol=9.05g,故NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.答案為當(dāng)最后一滴滴定液滴下后,溶液由藍(lán)色變無色,且30秒內(nèi)不恢復(fù) ,90.5%

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