Question

（14分）亚氯酸钠（NaClO₂）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：

实验Ⅰ：制取NaClO₂晶体按如下图装置进行制取。

已知：NaClO₂饱和溶液在低于38℃时析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。

（1）装置C的作用是             ；

（2）已知装置B中的产物有ClO₂气体，则装置B中反应的方程式为              ；装置D中反应生成NaClO₂的化学方程式为                 ；反应后的溶液中阴离子除了ClO₂^﹣、ClO₃^﹣、Cl^﹣、ClO^﹣、OH^﹣外还可能含有的一种阴离子是                 ；检验该离子的方法是                   ；

（3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO₂晶体的操作步骤．

①减压，55℃蒸发结晶；②            ；③           ；④            得到成品．

（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是               ；

实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定

（5）测定样品中NaClO₂的纯度．测定时进行如下实验：

准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO₂^﹣+4I^﹣+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^﹣，将所得混合液稀释成100mL待测溶液。取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L^﹣1 Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2﹣=2I^﹣+S₄O₆^2﹣）。请计算所称取的样品中NaClO₂的物质的量为                   。

Answer

（14分）

（1）防止D瓶溶液倒吸到B瓶中（1分）；

（2）2NaClO3 +Na2SO3 + H2SO4= 2 ClO2↑+2Na2SO4+ H2O （2分） 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2（2分）、 SO42﹣（1分）、

取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42﹣（1分）

（3）②趁热过滤（1分）；③用38℃～60℃热水洗涤（1分）；④低于60℃干燥（1分）；（不强调划横线部分内容不得分）

（4）NaClO3和NaCl；（2分）

（5）c•V•10﹣3mol（2分）

【解析】

试题分析：（1）装置D中发生气体反应，装置内压强降低，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；

（2）装置B中制备得到ClO2，反应的化学反应方程式为2NaClO3 +Na2SO3 + H2SO4= 2 ClO2↑+2Na2SO4+ H2O；

装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体，装置D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2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；

B制得的气体中含有SO2，在装置D中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO42-；用氯化钡溶液检验SO42-，具体操作：取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；

（3）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO2•3H2O，应趁热过滤，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥；

（4）由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；

（5）令样品中NaClO2的物质的量n，则：

NaClO2～2I2～4S2O32-，

1mol 4mol

n/4 c mol•L-1×V×10-3L

故n=c•V•10-3mol

考点：制备实验方案的设计，涉及实验的基本操作和中和滴定实验原理的应用。