Question

【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NaClO3和NaCl。Ba(ClO2)2可溶于水。利用如图所示装置进行实验。

(1)装置①的作用是________，装置④中反应生成NaClO2的离子方程式为______ 。

(2)从装置④反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤为：①_______，55 ℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38~60 ℃的温水洗涤；④___________________，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______________。

(3)设计实验检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4 ： _______________________。

(4)为了测定NaClO2粗品的纯度，取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，用0.20 mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定，达到注定终点时的现象为：_____________________________________________。重复3次，消耗Na2S2O3溶液的体积依次为：19.50 mL、20.50 mL、22.00 mL，则NaClO2粗品的纯度为_____。(提示：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。

Answer 1

【答案】吸收多余的ClO2气体，防止污染环境 2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+2H2O+O2 减压 低于60 ℃干燥 NaClO3和NaCl 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 滴入最后一滴 Na2S2O3标准液 ，溶液蓝色褪去且半分钟内颜色不再变化 90.5%

【解析】

装置②中制备得到ClO2，所以三颈瓶中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，二氧化氯和氢氧化钠反应生成NaClO2，②中可能发生Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，产生的SO2被带入④中，SO2与H2O2反应生成硫酸钠。由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，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NaClO3和NaCl；装置③的作用是安全瓶，有防倒吸作用，从装置④的溶液获得NaClO2晶体，需要蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥，装置①⑤是吸收多余气体防止污染，据此解答。

(1)本实验产生污染性气体，直接排放会污染环境，故需要尾气处理，装置①就是用碱吸收反应产生的ClO2等尾气，当关闭K2打开K1时，可以吸收反应产生的ClO2气体，防止污染环境；装置④中生成NaClO2，Cl元素的化合价降低，双氧水应表现还原性，有氧气生成，结合原子守恒可知，还有水生成，配平后方程式为：；

(2)高于60℃时分解成NaClO3和NaCl，所以在减压条件下于蒸发结晶，以防NaClO2分解；时析出晶体是，为防止析出晶体，应趁热过滤，所以应控制温度38℃60℃进行洗涤，则从装置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用38～60 ℃的温水洗涤；④低于60 ℃干燥，得到成品。如果撤去④中的冷水浴，温度升高，分解成NaClO3和NaCl，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；

(3)检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4，可以通过检验硫酸根实现，即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；

(4)碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点；重复3次，消耗Na2S2O3溶液的体积依次为：19.50 mL、20.50 mL、22.00 mL（误差大，舍去），平均值为20.00mL，根据关系式NaClO2～2I2～4NaS2O3可知NaClO2的纯度为。