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【题目】亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂,可用ClO2为原料制取。某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。

已知饱和NaClO2溶液在温度低于38 ℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38 ℃时析出的晶体是NaClO2高于60 ℃时 NaClO2分解成NaClO3NaCl。Ba(ClO2)2可溶于水。

利用图所示装置进行实验。

(1)装置①的作用是___________________装置③的作用是________________

(2)装置②中制备ClO2的化学方程式为___________________________装置④中反应生成NaClO2的化学方程式为_____________________

(3)从装置④反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤为①减压,55 ℃蒸发结晶②趁热过滤;③__________________④低于60 ℃干燥得到成品。如果撤去④中的冷水浴可能导致产品中混有的杂质是______________

(4)设计实验检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4操作与现象是取少量晶体溶于蒸馏水__________________________________________________________

(5)为了测定NaClO2粗品的纯度10.0 g上述初产品溶于水配成1 L溶液取出10 mL溶液于锥形瓶中再加入足量酸化的KI溶液充分反应后(NaClO2被还原为Cl-杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液0.20 mol·L-1Na2S2O3标准液滴定,重复2次,平均消耗Na2S2O3溶液20.00 mL,计算得NaClO2粗品的纯度为_____。(提示:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。

【答案】吸收多余的ClO2气体,防止污染环境 防止倒吸(或作安全瓶等) 2NaClO3+Na2SO3+H2SO4()= 2ClO2↑+2Na2SO4+H2O 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 38~60 ℃的温水洗涤 NaClO3NaCl 滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4 (2分) 90.5%

【解析】

(1)装置中产生的ClO2装置①可以吸收未反应的ClO2防止逸出污染空气装置③是安全瓶可以防止倒吸综上所述本题答案是吸收多余的ClO2气体,防止污染环境防止倒吸(或作安全瓶等) 。

(2)亚硫酸钠具有还原性氯酸钠具有氧化性在酸性环境下二者发生氧化还原反应生成ClO2化学方程式为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2在装置中ClO2得到电子被还原变为NaClO2,H2O2失去电子,表现还原性,反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O22NaClO2+2H2O+O2综上所述本题答案是:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2

(3)从溶液中制取晶体,一般采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,根据题给信息NaClO2饱和溶液在温度低于38时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38时析出的晶体是NaClO2,高于60时NaClO2分解成NaClO3NaCl知,从装置反应后的溶液获得晶体NaClO2的操作步骤为:减压,55蒸发结晶;趁热过滤;用38℃~60℃的温水洗涤;低于60干燥,得到成品。如果撤去中的冷水浴,由于温度高,可能导致NaClO2分解成NaClO3NaCl,所以产品中混有的杂质是NaClO3NaCl。综上所述本题答案是38~60 ℃的温水洗涤;NaClO3NaCl。

(4)检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4取少量晶体溶于蒸馏水滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4 综上所述本题答案是滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4

(5) ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O,用Na2S2O3标准液滴定,发生反应:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI,可得反应的关系式为: ClO2--2I2-4Na2S2O3,又n(Na2S2O3)=0.2 mol·L-1×0.02 L=0.004 mol,得n(ClO2-)=0.001 mol,所以1L溶液中含有:n(NaClO2)=0.001 mol×100=0.1mol,则10.0 g NaClO2粗品中含有:m(NaClO2)=0.1 mol×90.5 g·mol-1=9.05 g,则w(NaClO2)=9.05/10.0×100%=90.5%。综上所述,本题答案是:90.5%。

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(1)写出A、B、C各元素的名称_____________

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变红后无现象

有气泡

B

无明显现象

变红后无现象

产生沉淀

C

产生沉淀

先变红后褪色

有气泡

D

产生沉淀

先变红后褪色

产生沉淀

A.AB.BC.CD.D

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3ClO+I===3Cl+IO

IO+5I+3H2O===6OH+3I2

实验测得数据如下表所示。

滴定次数

1

2

3

KI溶液体积/mL

19.98

20.02

20.00

该漂白粉中有效成分的质量分数为________;若滴定过程中未充分振荡溶液,局部变浅蓝色时就停止滴定,则测定结果将________(偏高”“偏低无影响”)。

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