Question

二氧化氯(ClO₂)和亚硫酸钠(NaClO₂)均为高效漂白消毒剂。某化学兴趣小组同学对其制备展开研究。查阅资料已知：①二氧化氯(ClO₂)与Cl₂的性质具有一定相似性；

②NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂·3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。利用下图所示装置进行实验。

请回答下列问题：

(1)玻璃仪器a的名称___________；装置B的作用是___________________。

(2)装置C中制备NaClO₂的化学方程式为________________________；通过调气阀K和浓硫酸的滴速控制气体流速，则应使进入C中气流速度较________(填“快”或“慢”)；装置D的作用是_______________________________。

(3)从装置C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。

(4)为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：

第一步：准确称取所得亚氯酸钠样品mg于小烧杯中，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：ClO+4I+4H⁺==2H₂O+2I₂+Cl)。将所得混合液配成250mL待测溶液。

第二步：移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用cmol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定，至滴定终点。重复2次，测得平均值为VmL(已知：I₂+2S₂O₃^2－==2I+S₄O₅^2－)。

①达到滴定终点时的现象为_______________________________。

②该样品中NaClO₂的质量分数为_______________(用含m、c、V的代数式表示)。

③在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，其原因用离子方程式表示为_______________________。

Answer

(1)球形干燥管；安全瓶，可以防止倒吸；

(2)2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；慢；吸收未反应的ClO2，防止逸出污染空气；

(3)用38-60℃的温水洗涤；

(4)①滴入最后一滴Na2S2O3标准液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；②×100%；③4H++4I-+O2=2I2+2H2O。

【解析】

试题分析：(1)玻璃仪器a是球形干燥管；装置B是安全瓶，可以防止倒吸，故答案为：球形干燥管；安全瓶，可以防止倒吸；

(2)根据流程图，装置C中二氧化氯与氢氧化钠溶液和双氧水反应生成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，通过调气阀K和浓硫酸的滴速控制气体流速，为了使反应充分，同时防止温度升高过快，导致NaClO2分解，应使进入C中气流速度较慢；装置D可以吸收未反应的ClO2，防止逸出污染空气，故答案为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；慢；吸收未反应的ClO2，防止逸出污染空气；

(3) 因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶体，需在38-60℃得到晶体，故操作为趁热过滤，用38-60℃的温水洗涤，故答案为：用38-60℃的温水洗涤；

(4)①该反应是Na2S2O3标准液滴定碘，滴入最后一滴Na2S2O3标准液，终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；故答案为：滴入最后一滴Na2S2O3标准液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；

②令样品中NaClO2的物质的量x，则：

NaClO2～2I2～4S2O32-，

1mol 4mol

x V×10-3×cmol

解得：x=V×c×10-3mol，

m(NaClO2)=V×c×10-3mol×90.5g/mol=0.226cVg，

样品中NaClO2的质量分数=×100%，故答案为：×100%；

③在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，可能是因为碘离子被空气中的氧气氧化生成了碘，导致标准溶液体积偏大的缘故，反应的离子方程式为4H++4I-+O2=2I2+2H2O，故答案为：4H++4I-+O2=2I2+2H2O。

考点：考查了亚氯酸钠制备实验的基本操作、亚氯酸钠的性质及中和滴定的相关知识。