Question

亚氯酸钠（NaClO₂）是重要的漂白剂。某小组开展如下实验，按如图装置制取无水NaClO₂晶体，回答下列问题：

  

已知：NaClO₂饱和溶液在低于38℃时析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．

（1）装置C的作用是_________________；

（2）已知装置B中的产物有ClO₂气体，则B中反应的方程式为_________________；装置D中反应生成NaClO₂的化学方程式为_________________________；

（3）从装置D反应后的溶液中获得无水NaClO₂晶体的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②____________；③用38℃～60℃热水________；④在_____________条件下干燥得到成品．

（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是_________和____________；

（5）测定样品中NaClO₂的纯度．测定时进行如下实验：

准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO₂^－+4I^－+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^－，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L^－1 Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2－═2I^－+S₄O₆^2－）．请计算所称取的样品中NaClO₂的物质的量为__________．

Answer

防止D瓶溶液倒吸到B瓶中2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2趁热过滤洗涤低于60℃NaClO3NaClc•V•10﹣3mol ．

【解析】

（1）装置D中发生气体反应，装置内压强降低，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）装置B中制备得到ClO2，所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4；
装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体，装置D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；
（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；
（4）由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
（5）令样品中NaClO2的物质的量x，
NaClO2～2I2～4S2O32-，
1mol                   4mol
0.25x         c mol•L-1×V×10-3L
则：x=c•V•10-3mol
故答案为c•V•10-3mol；

点睛：考查制备方案的设计与评价，涉及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等知识，理解实验原理是解题的关键，装置B中制备得到ClO2，所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体，装置D中生成NaClO2，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，装置AE是利用氢氧化钠吸收多余的气体防止污染空气环境。