Question

亚氯酸钠是重要漂白剂，大庆市某高中化学实验探究小组设计如下实验制备亚氯酸钠（NaClO₂）晶体。

【查阅资料】

I.NaClO₂饱和溶液在低于38℃时析出NaClO_2·3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成 NaClO₃和NaCl。 

II.B中发生的主要反应：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O。

【进行实验】

（1）盛装NaClO₃和Na₂SO₃固体的仪器名称是_____。

（2）装置C的作用是____________。

（3）ClO₂气体与装置D中混合溶液反应生成NaClO₂，生成NaClO₂的反应方程式为______。

（4）反应后，经以下步骤可从装置D的溶液获得NaClO₂晶体。请补充完整操作。

①55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③38-60℃热水洗涤；④低于____干燥，得到成品。

右图是某同学的过滤操作示意图，其操作不规范的是________（填标号）。

a.将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁

b.滤纸边缘高出漏斗边缘

c.用玻璃棒引流

d.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度

【实验反思】

（1）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是_______。

（2）实验须使B中NaClO₃稍微过量，原因是__________，如NaClO₃不足，则装置D中可能产生SO₄^2-，检验装置D中是否含有SO₄^2-的方法是：取少量D中反应后的溶液于试管中，__________，证明溶液中存在SO₄^2-。

（3）测定产品中NaClO₂的纯度。测定时进行如下实验：

准确称mg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cmol·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－）。所称取的样品中NaClO₂<span lang="EN-US" style="font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;font-family:&quot;Times New Roman&quot;,&quot;serif&quot;;mso-fareast-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA">质量百分含量</span>为_________（用含m、c、V的代数式表示）。

Answer

三颈烧瓶 防止D试管中液体进入B中（或安全瓶、防倒吸） 2ClO2+H2O2+2OH－＝2ClO2－+O2↑+2H2O 60℃ b d NaClO3和NaCl NaClO3稍微过量,防止B中产生SO2进入D试管中，影响产品纯度 加入足量的盐酸，无现象，再加适量BaCl2溶液，产生白色沉淀 ％

【解析】本题考查实验方案设计与评价，【进行实验】（1）盛放NaClO3和Na2SO3的固体的仪器是三颈烧瓶；（2）装置C的作用是安全瓶，防止D试管中液体进入装置B中；（3）根据信息，ClO2→NaClO2，其中Cl的化合价由＋4价→＋3价，化合价降低，即ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，被氧化成O2，因此有ClO2＋H2O2＋NaOH→NaClO2＋O2↑＋H2O，然后根据化合价的升降发进行配平，即离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH－＝2ClO2－+O2↑+2H2O ；（4）根据信息，NaClO2在高于60℃时，分解成NaClO3和NaCl，因此低于60℃干燥；过滤注意事项：一贴二低三靠，a、根据过滤时注意事项，故a说法正确；b、过滤时滤纸的边缘低于漏斗边缘，故b说法错误；c、过滤时用玻璃棒引流，故c说法正确；d、过滤时不能用玻璃棒搅拌，防止弄破滤纸，故d说法正确；【实验反思】（1）如果撤去D中冷水浴，可能造成温度超过60℃，使NaClO2分解成NaClO3和NaCl，因此产品中杂质可能是NaClO3和NaCl；（2）因为硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，SO2进入装置D中，产生杂质，因此NaClO3稍微过量的目的是防止B中产生SO2进入D试管中，影响产品纯度；检验SO42－的操作是：加入足量的盐酸，无现象，再加适量BaCl2溶液，产生白色沉淀；（3）建立关系式：ClO2－～2I2～4S2O32－，因此样品中m(NaClO2)=V×10－3×c×100×90.5/(4×25)g，即质量分数为V×10－3×c×100×90.5/(4×25×m)×100%= ％。

点睛：本题易错点是实验反思中的（3），设计化学计算，在滴定实验中，往往采用关系式法，把未知和已知建立联系，中介往往是前一个反应中的产物，是后一个反应中的反应物，因此I2作为中介，有ClO2－～2I2～4S2O32－，同时还要注意稀释成100ml，然后取出25ml溶液进行滴定。