Question

工業(yè)上常利用ClO₂和H₂O₂在堿性條件下反應生產(chǎn)漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂），實驗室可用如圖1裝置（略去部分夾持儀器）模擬生產(chǎn)過程．

已知：
Ⅰ．二氧化氯（ClO₂）是一種極易爆炸的強氧化性氣體，極易溶于水，在生產(chǎn)和使用時必須盡量進稀釋．
Ⅱ．NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體NaClO₂，高于60℃時，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）裝置A中盛放NaClO₂和Na₂C₂O₄的混合固體的儀器為

 

（填名稱）．整套實驗裝置在加入藥品之前須進行的實驗操作為

 

．
（2）A中產(chǎn)生ClO₂和CO₂的物質(zhì)的量之比為

 

，從實驗安全角度分析CO₂氣體的作用為

 

．
（3）裝置C中發(fā)生的反應的離子方程式為

 

．
  ①反應時須保證溶液的堿性在一定pH范圍內(nèi)，下列可精確檢測反應過程中溶液酸堿性并對亞氯酸鈉的純度和產(chǎn)率不會造成影響的是（　�。�
  a．石蕊       b．酚酞    c．pH試紙    d．pH計
  ②反應結束后，從溶液中獲得晶體NaClO₂的操作步驟為：55℃減壓蒸發(fā)結晶，趁熱過慮、

 

（填實驗操作，要求注明溫度）、低于60℃干燥得到成品．
（4）圖2中的裝置D用于吸收尾氣，下列裝置可用于裝置且合理的是

 

．

（5）某學習小組碘量法測定粗產(chǎn)品中亞硫酸鈉的含量，實驗如下：
  a．準確稱量所得亞氯酸鈉樣品mg，于小燒杯中，加入適量蒸餾水和過量碘化鉀，再滴入適量的稀硫酸，充分反應，將所得混合液配成250mL待測溶液．（已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-）
  b．移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴指示劑，用cmol?L^-1Na₂S₂O₃標準液滴定，到達滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標準液VmL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
①該實驗中使用的指示劑為

 

（寫名稱）；
②該樣品中NaClO₂質(zhì)量分數(shù)為

 

（用含m、c、V的代數(shù)式表示，不用化簡）

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）裝置A中盛放NaClO₃和Na₂C₂O₄的混合固體的儀器為平底燒瓶，反應生成的是氣體，實驗前先檢驗裝置氣密性；
（2）依據(jù)NaClO₃和Na₂C₂O₄在酸溶液中反應的定量關系計算ClO₂和CO₂的物質(zhì)的量之比；CO₂氣體的作用可以稀釋二氧化氯防止爆炸；
（3）裝置C中發(fā)生的反應是過氧化氫還二氧化氯為NaClO₂ ；結合原子守恒和電荷守恒配平書寫；
①精確檢測反應過程中溶液酸堿性并對亞氯酸鈉的純度和產(chǎn)率不會造成影響，可以利用PH計精確測定；
②依據(jù)題干信息分析判斷，高于38℃時析出晶體NaClO₂，高于60℃時，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl；
（4）a、ClO₂ 極易溶于水，導氣管直接插入氫氧化鈉溶液會引發(fā)倒吸；
b、干燥管有較大容積，可以防止液體倒吸；
c、由于燒杯中氫氧化鈉溶液會倒吸入燒瓶，也會倒吸到發(fā)生裝置；
d、廣口瓶起到防倒吸的安全瓶裝置作用；
（5）①因為是用Na₂S₂O₃標準液滴定至終點，反應是I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，I₂與指示劑淀粉產(chǎn)生藍色，故終點是滴加最后一滴液體時溶液由藍色變成無色且半分鐘內(nèi)不變色；
②由反應中的I元素守恒可知：
ClO₂^-～2I₂～4 S₂O₃^2-，25.00mL待測溶液中n（NaClO₂）=

1

4

×cV×10^-3mol，m（NaClO₂）=

1

4

×90.5cV×10^-3g；樣品mg配成250mL待測溶液中的NaClO₂質(zhì)量擴大10倍，計算得到NaClO₂的質(zhì)量分數(shù)；

解答： 解：（1）裝置A中盛放NaClO₂和Na₂C₂O₄的混合固體的儀器為平底燒瓶，反應生成的是氣體，實驗前先檢驗裝置氣密性；
故答案為：平底燒瓶，檢驗裝置氣密性；
（2）依據(jù)NaClO₃和Na₂C₂O₄在酸溶液中反應的定量關系計算ClO₂和CO₂的物質(zhì)的量之比，反應的化學方程式為：2NaClO₃+Na₂C₂O₄+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，ClO₂和CO₂的物質(zhì)的量之比1：1；二氧化氯（ClO₂）是一種極易爆炸的強氧化性氣體，極易溶于水，在生產(chǎn)和使用時必須盡量進稀釋，CO₂氣體的作用可以稀釋二氧化氯防止爆炸；
故答案為：1；1，稀釋二氧化氯，防止二氧化氯濃度較大時發(fā)生爆炸；
（3）反應2是將ClO₂→NaClO₂，Cl元素化合價降低，故ClO₂是氧化劑，H₂O₂是還原劑，其中H₂O₂中的-1價O變成O₂，反應的離子方程式為：H₂O₂+2ClO₂+2OH^-=2ClO₂ ^-+2H₂O+O₂ ；
胡答案為：H₂O₂+2ClO₂+2OH^-=2ClO₂ ^-+2H₂O+O₂ ；
①精確檢測反應過程中溶液酸堿性并對亞氯酸鈉的純度和產(chǎn)率不會造成影響，二氧化氯（ClO₂）是一種極易爆炸的強氧化性氣體，酸堿指示劑不能用來測定，所以可以利用PH計精確測定；
故答案為：d；
②NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體NaClO₂，高于60℃時，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，反應結束后，從溶液中獲得晶體NaClO₂的操作步驟為：55℃減壓蒸發(fā)結晶，趁熱過慮，用38°C--60°C的溫水洗滌，低于60℃干燥得到成品；
故答案為：用38°C--60°C的溫水洗滌；
（4）a、ClO₂ 極易溶于水，導氣管直接插入氫氧化鈉溶液會引發(fā)倒吸，故；a不符合；
b、干燥管有較大容積，可以防止液體倒吸，起到吸收放倒吸的作用，故b符合；
c、由于燒杯中氫氧化鈉溶液會倒吸入燒瓶，也會倒吸到發(fā)生裝置，故c不符合；
d、廣口瓶起到防倒吸的安全瓶裝置作用，避免倒吸到廣口瓶前面的發(fā)生裝置，故d符合；
故答案為：bd；
（5）①因為是用Na₂S₂O₃標準液滴定至終點，反應是I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，I₂與指示劑淀粉產(chǎn)生藍色，故終點是滴加最后一滴液體時溶液由藍色變成無色且半分鐘內(nèi)不變色；
 故答案為：淀粉溶液；
②由反應中的I元素守恒可知：
ClO₂^-～2I₂～4 S₂O₃^2-，25.00mL待測溶液中n（NaClO₂）=

1

4

×cV×10^-3mol，m（NaClO₂）=

1

4

×90.5cV×10^-3g；樣品mg配成250mL待測溶液中的NaClO₂質(zhì)量擴大10倍，故樣品中NaClO₂的質(zhì)量分數(shù)為

1 4 ×90.5cV×10-2g

mg

×100%；
故答案為：

1 4 ×90.5cV×10-2g

mg

×100%；

點評：本題考查了物質(zhì)制備和性質(zhì)檢驗的實驗驗證和組成分析判斷，滴定實驗過程的計算應用，掌握實驗基礎和題干信息是關鍵，題目難度中等．