Question

某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠（NaClO₂）的研究．
实验I：制取NaClO₂晶体
己知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出品体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．利用如图所示装置进行实验．

（1）装置③的作用是______；装置①的作用是______．
（2）装置②中产生ClO₂的还原剂是______；装置④中制备ClO₂的化学方程式为______．
（3）从装置④反应后的溶液获得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．
实验Ⅱ：测定某亚氯酸钠样品的纯度．
设计如下实验方案，并进行实验：
①准确称取所得亚氯酸钠样品小打烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应（已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-）．将所得混合液配成250mL待测溶液．
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准液滴定，至滴定终点．重复2次，测得平均值为V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．
（4）达到滴定终点时的现象为______．
（5）该样品中NaClO₂的质量分数为______（用含m、c、V的代数式表示）．
（6）在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，原因用离子方程式表示为______．

Answer

（1）装置④中气体反应，装置内压强降低，装置③防止倒吸；
装置中有未反应的ClO2，装置①可以吸收ClO2，防止逸出污染空气；
（2）亚硫酸钠具有还原性，在反应中作还原剂；
装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体，故装置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，配平书写方程式；
（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，注意温度控制；
（4）反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴液体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；
（5）根据关系式NaClO2～2I2～4S2O32-进行计算；
（6）实验测得结果偏高，说明滴定消耗的Na2S2O3标准液体积偏高，溶液中碘的含量偏高，应是生成的碘离子被氧气氧化为碘所致．
【解析】
（1）装置④中气体反应，装置内压强降低，装置③防止倒吸；装置中有未反应的ClO2，装置①可以吸收未反应的ClO2，防止逸出污染空气；
故答案为：防止倒吸；吸收未反应的ClO2，防止逸出污染空气；
（2）亚硫酸钠具有还原性，在反应中作还原剂；
装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体，故装置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：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，
故答案为：Na2SO3；2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；
（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，
故答案为：用38℃～60℃热水洗涤；
（4）碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴Na2S2O3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，
故答案为：滴加最后一滴Na2S2O3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；
（5）令样品中NaClO2的质量分数为a，则：
   NaClO2～2I2～4S2O32-
90.5g          4mol
mag          c mol•L-1×V×10-3L×
所以90.5g：mag=4mol：c mol•L-1×V×10-3L×
解得a=%，
故答案为：%；
（6）实验测得结果偏高，说明滴定消耗的Na2S2O3标准液体积偏高，溶液中碘的含量偏高，应是生成的碘离子被氧气氧化为碘，同时生成水，反应离子方程式为4I-+O2+4H+=2I2+2H2O，
故答案为：4I-+O2+4H+=2I2+2H2O．