Question

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种高效氧化剂、漂白剂．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℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．利用如图所示装置制备亚氯酸钠．

完成下列填空：

（1）装置②中产生ClO₂的化学方程式为______．装置③的作用是______．

（2）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______；③______；④低于60℃干燥，得到成品．（选择合适的操作编号填空）

A．冷却到室温后，过滤           B．趁热过滤            C．常温洗涤

D．冰水洗涤                     E．38～60℃的温水洗涤

（3）准确称取所得亚氯酸钠样品10g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（ClO₂^﹣+4I^﹣+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^﹣）．将所得混合液配成250mL待测溶液．配制待测液需用到的定量玻璃仪器是______；

（4）取25.00mL待测液，用2.0mol/L Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂+2S₂O₃^2﹣═2I^﹣+S₄O₆^2﹣），以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为________________________________．重复滴定2～3次，测得所用Na₂S₂O₃溶液体积的平均值为20.00mL．该样品中NaClO₂的质量分数为______．

（5）Na₂FeO₄和ClO₂在水处理过程中分别被还原为Fe³⁺和Cl^﹣．如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是　　　　　　＞　　　　　　＞　　　　　　．______（填化学式）

Answer

2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4→2ClO2 + 2Na2SO4 + H2O防止倒吸BE250mL容量瓶溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色90.5%ClO2> Cl2> Na2FeO4

【解析】

试题分析：

关于物质制备的实验题，图中装置②为制取ClO2的装置，因为本实验会产生污染性气体，直接排放会污染环境，所以需要尾气吸收装置，装置①和⑤就是用氢氧化钠溶液吸收反应产生的ClO2等尾气；实验时关闭K1，②中发生反应生成ClO2气体，ClO2气体经过装置③进入装置④反应，故装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸现象；ClO2气体在装置④与氢氧化钠和双氧水溶液发生反应得到NaClO2溶液，经蒸发结晶、过滤、洗剂、干燥等操作，得到晶体NaClO2•3H2O或晶体NaClO2。

（1）根据制取ClO2的反应物：NaClO3、Na2SO3、H2SO4，Na2SO3具有还原性，在反应中作还原剂，被氧化成Na2SO4，结合原子守恒可知，生成物中还有水，故化学方程式为：2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4=2ClO2 + 2Na2SO4 + H2O；装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸。

（2）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℃温度范围内进行操作，故操作为趁热过滤；用38~60℃的温水洗涤；答案为：B E

（3）配制250mL待测液需要用到的定量玻璃仪器是250mL容量瓶，注意要指明容量瓶的规格；答案为：250mL容量瓶

（4）有碘单质参和生成的反应，一般采用淀粉溶液做指示剂，该反应是Na2S2O3标准液滴定碘溶液，到达滴定终点的现象为：溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。

由已知可得反应的关系式为：ClO2 ~ClO2－~2I2~4S2O32－，所以n(ClO2－)= n(S2O32－)= ×20×10-3 L×2.0mol/L=0.01mol，m(NaClO2)=0.01mol×90.5g/mol=9.05g ，该样品中NaClO2的质量分数为9.05g÷10g×100%=90.5%

（5）以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，设三种消毒杀菌剂的质量均为m，那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率分别为： 、 、 ，所以三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序为：ClO2>Cl2>Na2FeO4。