Question

ClO₂是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制成NaClO₂固体，以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO₂固体的实验装置如图所示。请回答：

已知：①2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O

②ClO₂熔点-59℃、沸点11℃；H₂O₂沸点150℃

（1）NaClO₂中氯元素的化合价是__。

（2）仪器A的作用是__。

（3）写出制备NaClO₂固体的化学方程式：__。冰水浴冷却的目的是__(写两种)。

（4）空气流速过快或过慢，均降低NaClO₂产率，试解释其原因__。

（5）Clˉ存在时会催化ClO₂的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO₂的生成速率大大提高，并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成，将其补充完整：

①__(用离子方程式表示)，②H₂O₂+Cl₂=2Cl-+O₂+2H⁺。

（6）为了测定NaClO₂粗品的纯度，取上述粗产品10.0g溶于水配成1L溶液，取出10mL，溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反应（NaClO₂被还原为Cl^-，杂质不参加反应），该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__，加入2～3滴淀粉溶液，用0.20mol•L^-1Na₂S₂O₃标准液滴定，达到滴定达终点时用去标准液20.00mL，试计算NaClO₂粗品的纯度__。（提示：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI）

Answer

+3 防止倒吸 2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 减少双氧水分解、提高ClO2的溶解度 空气流速过快ClO2反应不充分，空气流速过慢ClO2浓度过高易发生分解 2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O 1∶4 90.5%

【解析】

(1)根据化合物中化合价的代数和为0可求得，NaClO2中氯元素的化合价为+3价，故答案为：+3；

(2)A为安全瓶，作用是防倒吸，故答案为：防止倒吸；

(3)根据题干信息可知，制备NaClO2固体时，冰水浴瓶内发生反应：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，H2O2受热易分解，ClO2的沸点低，降低温度可以减少双氧水的分解、增加ClO2的溶解度，从而提高产率等，故答案为：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O；减少双氧水分解、提高ClO2的溶解度；

(4)鼓入空气的作用是将ClO2赶入氢氧化钠和双氧水的混合液中反应，空气流速过慢，ClO2不能被及时一走，浓度过高导致分解；空气流速过快，ClO2不能被充分吸收，故答案为：空气流速过快ClO2反应不充分，空气流速过慢ClO2浓度过高易发生分解；

(5)根据信息可以确定反应①的反应物为ClO3-和Cl-，产物ClO2和Cl2，根据得失电子守恒配平方程式为2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O，故答案为：2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O；

(6)NaClO2和KI反应生成的产物为I2和Cl-，离子方程式为：4H++ClO2-+4I-===2I2+Cl-+2H2O，其中氧化剂为ClO2-，还原剂为I-，氧化剂和还原剂的物质的量之比为：1:4，结合方程式2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可得关系式NaClO2~4Na2S2O3，则10mL样品溶液中，n(NaClO2)= n(Na2S2O3)= ×0.2mol/L×0.02L=0.001mol，所以1L溶液中n(NaClO2)=0.1mol，m (NaClO2)=9.05g，则NaClO2粗品的纯度为，故答案为：1:4；90.5%。