Question

NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应：ClO^－+Cl^－+2H⁺ = Cl₂↑+H₂O，某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。

（1）此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO₂生成NaHCO₃和HClO而变质。写出化学反应方程式                                                                  。

（2）取适量消毒液放在试管中，加入足量一定浓度的硫酸，有气体放出。通过以下装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。

限选试剂：98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0 mol·L^－1 KI-淀粉溶液、1.0 mol·L^－1NaOH、澄清石灰水、饱和NaCl溶液

请完成下列实验方案。

所加试剂	预期现象和结论
试管A中加足量①           ； 试管B中加1%品红溶液； 试管C中加②               。	若A中溶液变蓝色，B中溶液不退色，C中溶液变浑浊。则消毒液部分变质； ③                           则消毒液未变质； ④                         则消毒液完全变质。

（3）用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。实验步骤如下：

①量取 25.00mL消毒液放入锥形瓶中，加入过量的a mol·L^－1 Na₂SO₃溶液b mL；

②滴定分析。将c mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液装入            （填酸式或碱式）滴定管中；KMnO₄和剩余的Na₂SO₃发生反应。当溶液由无色变成浅红色，且保持半分钟内红色不退时，停止滴定，记录数据。重复滴定实验2次，平均消耗酸性KMnO₄溶液v mL；

滴定过程中涉及的反应有：NaClO + Na₂SO₃ = NaCl + Na₂SO₄ ；

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃+ 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O

③计算。消毒液中NaClO的浓度为         mol·L^－1（用含a、b、c、v的代数式表示）。

Answer

（16分）

（1）NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO  （3分）

（2）(共8分)

    所加试剂

            预期现象和结论

① 1.0mol/L KI-淀粉溶液（2分）

② 澄清石灰水（2分）

③若A中溶液变蓝色，B中溶液不褪色(无变化)，C中溶液不变浑浊(无变化)，则消毒液未变质（2分）

④若A中溶液不变蓝色(无变化)，B中溶液不褪色(无变化)，C中溶液变浑浊则消毒液完全变质（2分）

（3）②酸式 （2分）

③（2ab – 5cv）/ 50 （3分）

【解析】

试题分析：（1）依题意，主要反应物为NaClO和CO2，产物为NaHCO3和HClO，不存在元素化合价变化，根据观察法配平可得：NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO；（2）消毒液中加入足量稀硫酸时，可能发生的反应为ClO－+Cl－+2H+=Cl2↑+H2O、HCO3－+H+=CO2↑+H2O，则放出的气体可能含有氯气、二氧化碳；①A中溶液变蓝，由此推断试管A中加入的是足量1.0mol/LKI—淀粉溶液，因为氯气与KI能发生置换反应，淀粉遇置换出的单质碘变蓝；B中品红溶液不褪色，说明氯气完全被A中溶液消耗；②C中变浑浊，说明气体中一定有二氧化碳气体，试管C中加入足量澄清石灰水，因为二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水；③根据已知现象和结论推断，若A中溶液变蓝色，B中溶液不褪色，C中溶液不变浑浊，则消毒液未变质；④若A中溶液不变蓝色，B中溶液不褪色，C中溶液变浑浊，则消毒液完全变质；（3）①②酸性高锰酸钾溶液显酸性，因此应该装入酸式滴定管中；依题意，由于n=c•V，则亚硫酸钠总的物质的量为ab×10—3mol，每次滴定消耗的高锰酸钾为 cv×10—3mol；由于2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+3H2O中各物质的系数之比等于物质的量之比，则被高锰酸钾氧化的亚硫酸钠为5cv/2×10—3mol；被次氯酸钠氧化的亚硫酸钠为（ab×10—3—5cv/2×10—3）mol，由于NaClO+Na2SO3=NaCl+Na2SO4中各物质的系数之比等于物质的量之比，则次氯酸钠为（ab×10—3—5cv/2×10—3）mol；由于c=n/V、V=0.025L，则次氯酸钠的物质的量浓度为（ab×10—3—5cv/2×10—3）mol÷0.025L =(2ab – 5cv)/ 50mol/L。

考点：考查化学实验方案的设计和测定样品纯度的化学计算，涉及次氯酸钠溶液与二氧化碳的反应原理、设计实验方案探究次氯酸钠溶液是否变质、滴定管的选择、测定次氯酸钠溶液的物质的量浓度、物质的量在化学方程式中的应用等。