Question

20．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種應(yīng)用非常廣泛的高效漂白劑和氧化劑．某化學(xué)興趣小組同學(xué)利用課余時(shí)間展開(kāi)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)析出晶體的是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．Ba（ClO₂）₂可溶于水．利用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（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(guò)濾；③用38℃～60℃的溫水洗滌；④低于60℃干燥，得到成品．
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)所得NaClO₂晶體是否含有雜質(zhì)Na₂SO₄，操作與現(xiàn)象是：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(wú)白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na₂SO₄．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：測(cè)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(chēng)取所得亞氯酸鈉樣品m g于燒杯中，加入適量蒸餾水和過(guò)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(cè)溶液．
②移取25.00mL待測(cè)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(diǎn)．重復(fù)2次，測(cè)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(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不變色．
（6）樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9.05cv}{m}%$（用含m、c、V的代數(shù)式表示，式量：NaClO₂  90.5）．

Answer 1

分析 （1）ClO₂ 是有毒氣體，不能排放到空氣中，裝置①的作用是吸收多余的ClO₂氣體，防止污染環(huán)境，裝置④中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置③的作用是安全瓶，防止④瓶溶液倒吸到②瓶中；
（2）根據(jù)反應(yīng)物NaClO₃、Na₂SO₃、濃H₂SO₄，生成物為ClO₂ 和Na₂SO₄，原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（3）NaClO₂飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO₂•3H₂O，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；
（4）SO₄^2-的檢驗(yàn)用BaCl₂ 溶液，所以檢驗(yàn)所得NaClO₂晶體是否含有雜質(zhì)Na₂SO₄；
（5）碘遇淀粉變藍(lán)色，所以滴定中使用的指示劑是淀粉，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)；
（6）令樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量x，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)可得關(guān)系式，
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-
1mol        4mol
0.25x       c mol•L^-1×V×10^-3L
列方程解得x=c•V•10^-3 mol，
計(jì)算樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）ClO₂ 是有毒氣體，不能排放到空氣中，裝置①的作用是吸收多余的ClO₂氣體，防止污染環(huán)境，裝置④中發(fā)生氣體反應(yīng)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，裝置③的作用是安全瓶，防止④瓶溶液倒吸到②瓶中，
故答案為：吸收多余的ClO₂氣體，防止污染環(huán)境；防止倒吸；
（2）根據(jù)反應(yīng)物NaClO₃、Na₂SO₃、濃H₂SO₄，生成物為ClO₂ 和Na₂SO₄，配平方程式為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（3）NaClO₂飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO₂•3H₂O，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，所以操作③為用38℃～60℃的溫水洗滌，
故答案為：用38℃～60℃的溫水洗滌；
（4）SO₄^2-的檢驗(yàn)用BaCl₂ 溶液，所以檢驗(yàn)所得NaClO₂晶體是否含有雜質(zhì)Na₂SO₄，操作與現(xiàn)象是：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(wú)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(wú)白色沉淀出現(xiàn)，則不含Na₂SO₄；
（5）碘遇淀粉變藍(lán)色，所以滴定中使用的指示劑是淀粉，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)，
故答案為：淀粉溶液，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不變色；
（6）令樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量x，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)可得關(guān)系式，
NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-
1mol        4mol
0.25x       c mol•L^-1×V×10^-3L
列方程解得x=c•V•10^-3 mol，
樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{cV×1{0}^{-3}mol×90.5g/mol}{mg}$×100%=$\frac{9.05cv}{m}%$，
故答案為：$\frac{9.05cv}{m}%$．

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)，主要是實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析，離子性質(zhì)的判斷，滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的定量計(jì)算方法，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．