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：

（1）C中盛放Bi(OH)₃与NaOH的混合物，与Cl₂反应生成NaBiO₃，反应的化学方程式为__。B装置的作用是__。

（2）当观察到__（填现象）时，可以初步判断C中反应已经完成。

（3）拆除装置前必须先除去残留的Cl₂，以免污染空气。除去烧瓶A中残留Cl₂的操作是：关闭__；打开__。

（4）反应结束后，为从装置C中获得尽可能多的产品，需要的操作有_。

Ⅱ.铋酸钠的应用——检验Mn²⁺

（5）往待检液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，生成Bi³⁺，且溶液变为紫红色，证明待检液中存在Mn²⁺。产生紫红色现象的离子方程式为__。

Ⅲ.产品纯度的测定

（6）取上述NaBiO₃产品ag，加入足量稀硫酸和MnSO₄稀溶液使其完全反应，再用bmo1•L^-1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cmL标准溶液。该产品的纯度为__（用含a、b、c的代数式表示）。

Answer

Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3+2NaCl+3H2O 除去HCl C中的白色固体消失（或黄色不再加深；C中上方充满黄绿色气体等） K1、K3（K1可不填） K2 在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O

【解析】

用浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气，其中混合有挥发出的氯化氢气体，要用饱和食盐水进行除杂，然后利用氯气的强氧化性，在碱性环境下将Bi(OH)3氧化为NaBiO3；利用锰离子的还原性将NaBiO3还原，锰离子氧化为高锰酸根离子，检验NaBiO3的氧化性；实验结束后，产物有毒性，故打开三颈烧瓶的氢氧化钠溶液，吸收剩余的氯气；NaBiO3纯度的检测利用NaBiO3和锰离子反应生成高锰酸根，高锰酸根再与草酸反应来测定，根据氧化还原反应反应进行计算。

（1）C中盛放Bi(OH)3与NaOH的混合物，与Cl2反应生成NaBiO3，根据氧化还原反应原理，Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3+2NaCl+3H2O 。浓盐酸具有挥发性，B装置的作用是除去HCl。

（2）C中反应已经完成，则白色的Bi(OH)3全部变成了黄色的NaBiO3，白色固体消失。

（3）从图上装置看，关闭K1、K3，打开K2可使氢氧化钠流下与剩余的氯气反应。

（4）反应结束后，为从装置C中获得尽可能多的产品，由题意可知，NaBiO3不溶于冷水，接下来的操作尽可能在冷水环境下进行，需要的操作可在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

（5）往待检液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，生成Bi3+，且溶液变为紫红色，证明待检液中存在Mn2+，说明铋酸钠将锰离子氧化为高锰酸根离子，因为属于酸性环境，所以铋酸钠被还原为Bi3+，根据氧化还原反应原理可知，产生紫红色现象的离子方程式为5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O。

（6）根据得失电子守恒可知，草酸和高锰酸根离子的反应比例 H2C2O4~MnO4-=5：2，又因为5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O，即：NaBiO3：H2C2O4=1：1，，纯度为=，或。