Question

10．亞氯酸鈉（NaClO₂）是重要的漂白劑，探究小組開(kāi)展如下實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
已知：NaClO₂飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時(shí)析出NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，如果撤去D中的冷水浴，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO₃和NaCl．
（2）已知裝置B中的產(chǎn)物有ClO₂氣體，則裝置B中反應(yīng)的方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；裝置D中反應(yīng)生成NaClO₂的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
（3）反應(yīng)后的溶液中陰離子除了ClO₂^-、ClO₃^-、Cl^-、ClO^-、OH^-外還可能含有的一種陰離子是SO₄^2-；檢驗(yàn)該離子的方法是取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明含有SO₄^2-．
（4）請(qǐng)補(bǔ)充從裝置D反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO₂晶體的操作步驟．
①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過(guò)濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥得到成品．

Answer 1

分析 （1）裝置D中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl；
（2）裝置B中制備得到ClO₂，所以B中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，裝置D反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體，裝置D中生成NaClO₂，Cl元素的化合價(jià)降低，雙氧水應(yīng)表現(xiàn)還原性，有氧氣生成，結(jié)合原子守恒可知，還有水生成，配平書(shū)寫方程式；
（3）B制得的氣體中含有SO₂，在裝置D中被氧化生成硫酸，可以利用硫酸鋇是白色沉淀檢驗(yàn)硫酸根；
（4）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法，注意溫度控制．

解答 解：（1）裝置D中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO₃和NaCl，
故答案為：防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；NaClO₃和NaCl；
（2）裝置B中制備得到ClO₂，所以B中反應(yīng)為NaClO₃和Na₂SO₃在濃H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，反應(yīng)的方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2 ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，裝置D反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體，裝置D中生成NaClO₂，Cl元素的化合價(jià)降低，雙氧水應(yīng)表現(xiàn)還原性，有氧氣生成，結(jié)合原子守恒可知，還有水生成，配平后方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（3）B制得的氣體中含有SO₂，在裝置D中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO₄^2-，用氯化鋇溶液檢驗(yàn)SO₄^2-，具體操作：取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明含有SO₄^2-，
故答案為：SO₄^2-；取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明含有SO₄^2-；
（4）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO₂•3H₂O，應(yīng)趁熱過(guò)濾，由題目信息可知，應(yīng)控制溫度38℃～60℃進(jìn)行洗滌，低于60℃干燥，
故答案為：趁熱過(guò)濾；低于60℃干燥．

點(diǎn)評(píng) 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(shí)，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題目難度中等．