Question

7．某化學(xué)興趣小組同學(xué)開展對(duì)漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂）的研究．
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：制取NaClO₂晶體．已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．現(xiàn)利用圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

回答下列問題：
（1）裝置②中裝濃硫酸的儀器名稱為分液漏斗，裝置①和⑤中干燥管的作用是防倒吸、吸收尾氣．
（2）裝置②中產(chǎn)生ClO₂；裝置④中制備NaClO₂的化學(xué)方程式為2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O．
（3）從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：
Ⅰ．①減壓55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過濾；③用38℃-60℃的溫水洗滌；④低于60℃干燥，得到成品．
Ⅱ．下列儀器中可用于上述操作步驟的是BCE（填標(biāo)號(hào)）．
A．容量瓶   B．漏斗  C．燒杯   D．直形冷凝管   E．玻璃棒
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：測定某亞氯酸鈉樣品的純度．設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品ag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)后，加蒸餾水至100mL．
（已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-）；
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴淀粉溶液，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定，至滴定終點(diǎn)．重復(fù)2次，測得平均值為V mL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．
滴定終點(diǎn)的判斷方法為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液，錐形瓶內(nèi)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色，表明達(dá)到滴定終點(diǎn)．
（4）該樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9.05cV}{a}%$（用含a、c、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 制取NaClO₂晶體：裝置B中發(fā)生反應(yīng)：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，生成的ClO₂氣體經(jīng)裝置C進(jìn)入裝置D，發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，得NaClO₂溶液，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作，得晶體NaClO₂•3H₂O，要注意根據(jù)題目所給信息，控制溫度，裝置AE是吸收多余氣體防止污染，
（1）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會(huì)污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂等尾氣，干燥管作用是防止倒吸，裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸，裝置⑤中干燥管也是防止吸收氣體過程中防倒吸；
（2）裝置④中制備NaClO₂，利用二氧化氯在氫氧化鈉溶液中和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂；
（3）Ⅰ．．因?yàn)镹aClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶體，需在38-60℃得到晶體；
Ⅱ．依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟選擇所需儀器；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：
②用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定碘單質(zhì)選擇淀粉做指示劑，反應(yīng)終點(diǎn)為藍(lán)色變化為無色且半分鐘無變化；
（4）ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系得到NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-，計(jì)算得到．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會(huì)污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂等尾氣，干燥管作用是防止倒吸，裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸，裝置⑤中干燥管也是防止吸收氣體過程中防倒吸，裝置②中裝濃硫酸的儀器名稱為分液漏斗，裝置①和⑤中干燥管的作用是；防倒吸、吸收尾氣，
故答案為：分液漏斗；防倒吸、吸收尾氣；
（2）裝置④中制備NaClO₂，利用二氧化氯在氫氧化鈉溶液中和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂，氯元素化合價(jià)降低，則過氧化氫中氧元素化合價(jià)升高生成氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O；
（3）Ⅰ．因?yàn)镹aClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為將裝置D反應(yīng)后的溶液在55℃條件下減壓蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，再用38℃～60℃的溫水洗滌，最后在低于60℃條件下干燥，得到NaClO₂晶體；
故答案為：低于60℃干燥；
Ⅱ．若要得到NaClO₂晶體，需在38-60℃得到晶體，故操作為將裝置D反應(yīng)后的溶液在55℃條件下減壓蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，再用38℃～60℃的溫水洗滌，最后在低于60℃條件下干燥，得到NaClO₂晶體，過濾需要漏斗、燒杯、玻璃棒，可用于上述操作步驟的是BCE，
故答案為：BCE；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ、②有碘單質(zhì)生成和消耗，用淀粉溶液作指示劑，滴定終點(diǎn)的判斷為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液，錐形瓶內(nèi)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色，表明達(dá)到滴定終點(diǎn)，
故答案為：淀粉溶液；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液，錐形瓶內(nèi)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色，表明達(dá)到滴定終點(diǎn)；
（4）令樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則：
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-
90.5g                 4mol
axg            b mol•L^-1×V×10^-3L×$\frac{100}{25}$，
所以90.5g：axg=4mol：b mol•L^-1×V×10^-3L×$\frac{100}{25}$，
解得x=$\frac{9.05cV}{a}%$，
故答案為：$\frac{9.05cV}{a}%$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備、對(duì)信息的利用、對(duì)裝置的理解、氧化還原反應(yīng)滴定等，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，題目難度中等，注意氧化還原反應(yīng)滴定中利用關(guān)系式進(jìn)行的計(jì)算．