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

已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于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。现利用下图所示装置进行实验。

(1) 装置②中产生ClO₂气体的化学方程式为               ；

装置④中制备NaClO₂的化学方程式为                。

(2) 装置③的作用是          。

(3) 从装置④反应后的溶液获得NaClO₂晶体的操作步骤如下：

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称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中，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250 mL待测溶液。

②移取25.00 mL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+2S₂O₃²⁻=2I⁻+S₄O₆²⁻)。

(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)2NaClO3+Na2SO3+H2SO4==2ClO2↑+2Na2SO4+H2O

2NaOH+2ClO2+H2O2==2NaClO2+2H2O+O2

(2)防止倒吸

(3)用38—60℃的温水洗涤

(4)溶液由蓝色变为无色，且30s内不变色

(5)%(6)4I-+O2+4H+==2I2+2H2O

【解析】

试题分析：（1）亚硫酸钠具有还原性，在反应中作还原剂；装置②中产生ClO2的反应是氯酸钠在酸性溶液中氧化亚硫酸钠为硫酸钠，本身被还原为二氧化氯，反应的化学方程式为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；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；（2）装置③是安全瓶能防止倒吸；故答案为：防止倒吸；（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。

考点：考查化学平衡移动原理的应用、化学平衡常数、溶度积常数的应用、两性物质的性质等知识。