Question

15．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，常用于水的消毒以及紡織高漂白．過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的流程圖如下

已知NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO₂•3H₂O且NaClO₂在堿性條件下穩(wěn)定性較高．試回答下列問題：
（1）在ClO₂發(fā)生器中同時有氯氣產(chǎn)生，則在發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
（2）在穩(wěn)定裝置中生成NaClO₂，H₂O₂作B（選填序號）．
A．氧化劑 B．還原劑 C．既作氧化劑又作還原劑 D．既不作氧化劑也不作還原劑
反應(yīng)生成NaClO₂的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
（3）在實(shí)驗(yàn)室模擬“固體分離裝置”中的技術(shù)（即從溶液中分離出溶質(zhì)），必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是BEA（按實(shí)驗(yàn)先后順序填寫操作代號）．
A．過濾    B．加熱      C．分液      D．蒸餾      E．冷卻    F．萃取
（4）經(jīng)查閱資料知道：①當(dāng)pH≤2.0時，ClO₂^-能被I^-完全還原成Cl^-；
②溶液中能發(fā)生反應(yīng)：2S₂O₃^2-+I₂=2I^-+S₄O₆^2-．
欲測定成品中NaClO₂的含量，現(xiàn)進(jìn)行如下操作：

步驟Ⅰ	稱取NaClO2樣品Wg，加水配成溶液置于錐形瓶中，并調(diào)節(jié)pH≤2.0
步驟Ⅱ	向錐形瓶中加入足量KI晶體，充分?jǐn)嚢瑁�并加入少量指示�?/TD>
步驟Ⅲ	用c mol•L-1的 Na2S2O3溶液滴定

①步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，
②步驟Ⅲ中達(dá)到滴定終點(diǎn)時的現(xiàn)象是滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由藍(lán)色變化為無色且半分鐘不變化．
若上述滴定操作中用去了V mL Na₂S₂O₃溶液，則樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{9.05×10{\;}^{-2}VC}{4W}$（用有關(guān)字母表示）．
（5）ClO₂是新型飲用水消毒劑，Cl₂常用于飲用水消毒．等物質(zhì)的量的物質(zhì)，ClO₂的消毒效率是Cl₂的2.5倍．

Answer 1

分析 （1）NaClO₃和HCl反應(yīng)，生成ClO₂，可以寫出方程式，并用化合價升降法配平得到；
（2）在NaClO₂穩(wěn)定裝置中，加入過氧化氫是還原高價的氯的化合物，得到NaClO₂，雙氧水被氧化成氧氣；
（3）溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌得到；
（4）①步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)是酸性溶液中ClO₂^-能被I^-完全還原成Cl^-，碘離子被氧化為碘單質(zhì)，溶液中Na₂S₂O₃能與I₂反應(yīng)：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆；
②溶液顏色藍(lán)色變化為無色分析判斷反應(yīng)終點(diǎn)；依據(jù)ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆，反應(yīng)的定量關(guān)系計算得到樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）ClO₂和Cl₂用于消毒時，都被還原為Cl^-，根據(jù)電子得失守恒可計算出ClO₂的消毒效率與Cl₂的消毒效率的關(guān)系．

解答 解：（1）NaClO₃和鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化學(xué)方程式為：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；
（2）適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO₃•3H₂O，在NaClO₂穩(wěn)定裝置中，H₂O₂作還原劑，還原NaClO₃為NaClO₂，故選B，反應(yīng)生成NaClO₂的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂，
故答案為：B；2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂ ；
（3）在實(shí)驗(yàn)室模擬“固體分離裝置”中的技術(shù)，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，
故答案為：BEA；
（4）①步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)是酸性溶液中ClO₂^-能被I^-完全還原成Cl^-，碘離子被氧化為碘單質(zhì)，離子方程式為：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，溶液中Na₂S₂O₃能與I₂反應(yīng)：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆，
故答案為：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O；
②溶液顏色藍(lán)色變化為無色分析判斷反應(yīng)終點(diǎn)，滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由藍(lán)色變化為無色且半分鐘不變化，
依據(jù)ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆，設(shè)NaClO₂的物質(zhì)的量為x，
ClO₂^-～2I₂～4Na₂S₂O₃
1             4
x             cV×10^-3mol
x=$\frac{cV×10{\;}^{-3}}{4}$，
樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{cV×1{0}^{-3}}{4}mol×90.5g/mol}{Wg}$×100%=$\frac{9.05×10{\;}^{-2}VC}{4W}$×100%，
故答案為：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由藍(lán)色變化為無色且半分鐘不變化；$\frac{9.05×10{\;}^{-2}VC}{4W}$×100%；
（5）ClO₂和Cl₂用于消毒時，都被還原為Cl^-，則有關(guān)系式ClO₂～5e^-，Cl₂～2e^-，等物質(zhì)的量的ClO₂和Cl₂轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比為5：2=2.5，所以等物質(zhì)的量的物質(zhì)，ClO₂的消毒效率是Cl₂的2.5倍，
故答案為：2.5．

點(diǎn)評 本題考查亞氯酸鈉制備實(shí)驗(yàn)的基本操作、亞氯酸鈉的性質(zhì)及中和滴定等知識，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，難度較大．