Question

铋酸钠(NaBiO₃)是分析化学中的重要试剂，在水中缓慢分解，遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。回答下列问题：

Ⅰ．制取铋酸钠

制取装置如图(加热和夹持仪器已略去)，部分物质性质如下：

物质	NaBiO3	Bi(OH)3
性质	不溶于冷水，浅黄色	难溶于水；白色

(1)装MnO₂的仪器名称是_____________，B装置用于除去HCl，盛放的试剂是________________；

(2)C中盛放Bi(OH)₃与NaOH混合物，与Cl₂反应生成NaBiO₃，反应的离子方程式为_____；

(3)当观察到_____(填现象)时，可以初步判断 C 中反应已经完成；

(4)拆除装置前必须先除去烧瓶中残留Cl₂以免污染空气，除去Cl₂的操作是_______。

(5)反应结束后，为从装置C中获得尽可能多的产品，需要的操作是____________，过滤、洗涤、干燥；

Ⅱ．产品纯度的测定

(6)取上述NaBiO₃产品w g，加入足量稀硫酸和MnSO₄稀溶液使其完全反应，再用 c mo1/L的H₂C₂O₄标准溶液滴定生成的MnO₄^-(已知：H₂C₂O₄+MnO₄^---CO₂+Mn²⁺+H₂O，未配平)，当溶液紫红色恰好褪去时，消耗V mL标准溶液。该产品的纯度为 ______________(用含 w、c、V的代数式表示)。

Answer

三颈烧瓶 饱和食盐水 Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O C中白色固体消失，黄色不再加深 关闭K1、K3，打开K2 在冰水中冷却结晶 %

【解析】

在A中MnO2与浓盐酸反应制取氯气，浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl，在装置B中可根据HCl极易溶于饱和食盐水且饱和食盐水能抑制氯气在溶液中的溶解，在C中盛放Bi(OH)3与NaOH混合物，与通入的Cl2反应生成NaBiO3，氯气有毒不能直接排放，但是能和NaOH反应而消除其污染，所以D装置是尾气处理。

(1)根据装置图可知装MnO2的仪器名称是三颈烧瓶，浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl，HCl极易溶于水，但是氯气不易溶于饱和氯化钠溶液，所以B装置盛有饱和食盐水以除去杂质HCl；

(2)NaBiO3是为数不多的钠盐沉淀之一，C中盛放的Bi(OH)3与NaOH混合物，与Cl2发生反应产生NaBiO3，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为：Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O；

(3)C中原来盛放Bi(OH)3与是白色难溶于水固体，生成物为不溶于冷水的，浅黄色的NaBiO3，所以当观察到C中白色固体消失，黄色不再加深时就可初步判断C中反应已经完成；

(4)氯气有毒不能直接排放，但是能和NaOH反应而消除其污染，所以要让A中NaOH溶液滴下来，吸收氯气，故除去Cl2的操作是关闭K1、K3，打开K2；

(5)想要获得纯净NaBiO3，首先要将让其结晶析出，然后将沉淀过滤出来，再进行洗涤、干燥才可以得到纯净的NaBiO3，由于NaBiO3不易溶于冷水，所以需要的操作有：在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

(6)NaBiO3具有强的氧化性，能够将Mn2+氧化为紫红色的MnO4-，反应的离子方程式为：5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O，反应产生的MnO4-会将H2C2O4氧化为CO2气体，反应方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，可得关系式5NaBiO3～2MnO4-～5H2C2O4，根据关系式可得1 mol NaBiO3完全反应消耗1 mol H2C2O4，即280 g NaBiO3完全反应消耗1 mol H2C2O4，由于反应消耗草酸的物质的量为n(H2C2O4)=c mol/L×V×10-3 L=cV×10-3 mol，所以NaBiO3的质量为m(NaBiO3)=n·M= cV×10-3 mol×280 g/mol=0.28cV g，所以该产品的纯度为×100%=%。