Question

【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：①2NaC1O3+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）冰水浴冷卻的目的是___。

（2）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)，__。

（3）Cl-存在時(shí)會催化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，請將其補(bǔ)充完整：

①___（用離子方程式表示）②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+

（4）NaClO2純度測定：

①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待測溶液；

②取25.00mL待測液，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）

Answer 1

【答案】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 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】

氯酸鈉在酸性條件下與過氧化氫生成二氧化氯，二氧化氯與氫氧化鈉容易和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO2，NaClO2的溶解度隨著溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體，據(jù)此分析（1）-（3）問。（4）根據(jù)碘遇淀粉變藍(lán)色，Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液消耗碘單質(zhì)，根據(jù)顏色變化說明滴定終點(diǎn)；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒結(jié)合關(guān)系式NaClO2～2I2～4S2O32-進(jìn)行求解。

（1）冰水浴冷卻的目的是降低NaClO2的溶解度，低溫可以減少H2O2的分解；ClO2熔點(diǎn)－59℃、沸點(diǎn)11℃，所以低溫可以增加ClO2的溶解度，減少ClO2的分解，故答案為：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；

（2）空氣流速過慢時(shí)，ClO2不能及時(shí)被移走，濃度過高ClO2易分解，最終導(dǎo)致NaClO2產(chǎn)率降低，故答案為：空氣流速過慢時(shí)，ClO2不能及時(shí)被移走，濃度過高ClO2易分解，最終導(dǎo)致NaClO2產(chǎn)率降低；

（3）氯離子存在是會催化二氧化氯的生成，反應(yīng)開始時(shí)在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，二氧化氯的生成速率大大提高，并產(chǎn)生微量的氯氣，方程式為2ClO3-+2Cl-+4H+=2C1O2↑+Cl2↑+2H2O；

（4）碘遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，碘反應(yīng)完全，因此當(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)，說明到達(dá)滴定終點(diǎn)；因溶液中n(S2O32-)=2molL-1×0.02L×=0.4mol，令樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則：

所以90.5g：10.0 xg=4mol：0.4mol，解得x=90.5%，故答案為：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%。