Question

2．某化學(xué)興趣小組同學(xué)展開對漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂）的研究．
實驗Ⅰ：制取NaClO₂晶體
已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出晶體的是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．Ba（ClO）₂可溶于水．利用如圖所示裝置進(jìn)行實驗．

（1）裝置①的作用是吸收多余的ClO₂氣體，防止污染環(huán)境裝置③的作用是防止倒吸．
（2）裝置②中產(chǎn)生ClO₂的化學(xué)方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O．
（3）從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得晶體NaClO₂的操作步驟為：
①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥，得到成品．
（4）設(shè)計實驗檢驗所得NaClO₂晶體是否含有雜質(zhì)Na₂SO₄，操作與現(xiàn)象及結(jié)論是：取少量晶體溶于蒸餾水，滴加幾滴BaCl₂溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)，則含有Na₂SO₄，若無白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na₂SO₄．．
實驗Ⅱ：測定某亞氯酸鈉樣品的純度．  設(shè)計如下實驗方案，并進(jìn)行實驗：
①準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g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)（已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-）．將所得混合液配成100mL待測溶液．
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定，至滴定終點．重復(fù)2次，測得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均值為V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．
（5）滴定中使用的指示劑是淀粉溶液，達(dá)到滴定終點時的現(xiàn)象為滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達(dá)滴定終點．
（6）樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{90.5cV}{4m}$%（用含m、c、V的代數(shù)式表示，式量：NaClO₂  啊90.5）．

Answer 1

分析 （1）本實驗產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會污染環(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；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；
（2）亞硫酸鈉具有還原性，在反應(yīng)中作還原劑，生成硫酸鈉，結(jié)合原子守恒可知，還有水生成，然后配平書寫方程式；
（3）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法，注意溫度控制；
（4）根據(jù)SO₄^2-的檢驗方法來分析；
（5）有碘單質(zhì)參和生成的反應(yīng)，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應(yīng)是Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定碘，終點溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；
（6）根據(jù)關(guān)系式NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-進(jìn)行計算．

解答 解：（1）本實驗產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會污染環(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，當(dāng)關(guān)閉K₂時，打開K₁，可以吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂氣體，防止污染環(huán)境，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，
故答案為：吸收多余的ClO₂氣體，防止污染環(huán)境；防止倒吸；
（2）氯酸鈉在酸性溶液中氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，本身被還原為二氧化氯，反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（3）為防止析出晶體NaClO₂•3H₂O，應(yīng)趁熱過濾，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：用38℃～60℃熱水洗滌；
（4）SO₄^2-的檢驗用氯化鋇溶液，取少量晶體溶于蒸餾水，然后滴加幾滴BaCl₂溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)，則含有Na₂SO₄，若無白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na₂SO₄；
故答案為：滴加幾滴BaCl₂溶液，若有白色沉淀出現(xiàn)，則含有Na₂SO₄，若無白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na₂SO₄；
（5）碘遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達(dá)滴定終點，
故答案為：淀粉溶液；滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達(dá)滴定終點；
（6）令樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，則：
     NaClO₂ ～2I₂ ～4S₂O₃^2-
     90.5g                  4mol
     mag             cmol•L^-1×V×10^-3L×$\frac{250ml}{25ml}$，
解得a=$\frac{90.5×1{0}^{-2}cV}{4m}$=$\frac{90.5cV}{4m}$%；
故答案為：$\frac{90.5cV}{4m}$%．

點評 本題主要考查物質(zhì)的制備、實驗的原理、氧化還原反應(yīng)滴定等，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，注意氧化還原反應(yīng)滴定中利用關(guān)系式進(jìn)行的計算，難度較大．