Question

NaClO₂是一种高效的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等。用下列装置探究NaClO₂的制备。

完成下列填空：

(1)仪器a的名称为__________，装置②的作用是________________。

(2)检查装置气密性的方法是________________________________________________。

(3)关闭K₁，从分液漏斗中加入一定量浓硫酸，装置③中生成NaClO₂的化学方程式为2ClO₂+2NaOH+H₂O₂→2NaClO₂+2H₂O+O₂↑，该反应的氧化产物是_____________。

(4)实验完成后，为防止装置中残留的有毒气体污染空气，可以进行的操作是：打开止水夹K₁，____________________________________________。

(5)从装置③的溶液中获得NaClO₂晶体的主要操作有减压蒸发浓缩、________________、过滤洗涤、干燥等。

(6)晶体以NaClO₂·3H₂O的形式存在，已知：NaClO₂·3H₂ONaCl+O₂↑+3H₂O↑。为测定所得固体中NaClO₂·3H₂O的质量分数，在收集到足量的晶体后，进行如下实验：取样品质量为a g，灼烧恒重后，得到固体b g。则晶体中NaClO₂·3H₂O的质量分数是__________。

若发生副反应4[NaClO₂·3H₂O]2NaCl+2NaClO₃+O₂↑+12H₂O↑，则实验测得的值会__________。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer

干燥管 做安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中 关闭K1，关闭分液漏斗活塞，在④的烧杯中加水浸没干燥管下端，给①中烧瓶微热，若④中出现气泡，停止加热，④中干燥管下端有一段水柱，一段时间不变，则气密性良好 O2 从K1处通入空气，将残留气体鼓入④中 降温结晶 或 偏小

【解析】

由实验装置图可知，装置①的作用是在酸性环境下，氯酸钠和亚硫酸钠发生氧化还原反应制备ClO2气体；装置②的作用是做安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中；装置③的作用是在碱性条件下，ClO2气体与过氧化氢发生氧化还原反应制备NaClO2，装置④的作用是吸收多余的ClO2气体，防止污染环境。

（1）仪器a的名称为干燥管，装置②的作用是做安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中，故答案为：干燥管；安全瓶，防止③中溶液倒吸到①中；

(2)检查装置气密性首先要形成密闭系统，然后通过升高温度形成压强差，具体操作是关闭K1，关闭分液漏斗活塞，在④的烧杯中加水浸没干燥管下端，给①中烧瓶微热，若④中出现气泡，停止加热，④中干燥管下端有一段水柱，一段时间不变，则气密性良好，故答案为：关闭K1，关闭分液漏斗活塞，在④的烧杯中加水浸没干燥管下端，给①中烧瓶微热，若④中出现气泡，停止加热，④中干燥管下端有一段水柱，一段时间不变，则气密性良好；

（3）由题给化学方程式可知，反应中过氧化氢中氧元素化合价升高被氧化，发生氧化反应，则过氧化氢为还原剂，氧气为氧化产物，故答案为：O2；

（4）实验完成后，为防止装置中残留的ClO2气体污染空气，应打开止水夹K1，从K1处通入空气，将残留的ClO2气体鼓入④中，被氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气，故答案为：从K1处通入空气，将残留气体鼓入④中；

（5）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，则从装置③的溶液中获得NaClO2晶体的主要操作有减压蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：降温结晶；

（6）由题意可知，NaClO2·3H2O灼烧至恒重得到NaCl，固体减少的质量为氧气和水的质量，则氧气和水的质量为（a—b），设氧气的物质的量为xmol，由方程式可知水的物质的量为3xmol，则可得32x+18×3x=（a—b），解得x=，由方程式可得关系式NaClO2·3H2O—O2↑，则n（NaClO2·3H2O）= n（O2）=mol，晶体中NaClO2·3H2O的质量分数为=或。若发生副反应4[NaClO2·3H2O]2NaCl+2NaClO3+O2↑+12H2O↑，会导致灼烧恒重后固体质量增大，即b增大，所以减小。故答案为：或，偏小。