Question

【题目】很多含氯化合物都是重要的漂白剂

Ⅰ、亚氯酸钠(NaClO2)是一种常见漂白剂，某探究小组开展如下实验，回答下列问题：

制取NaClO2晶体按如下图装置进行制取。

已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO23H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

(1)装置C的作用是_____________；

(2)已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为___________________；装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO2﹣、ClO3﹣、Cl﹣、ClO﹣、OH﹣外还可能含有的一种阴离子是______；检验该离子的方法是____________________；

(3)请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤。

①减压，55℃蒸发结晶；②________；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．

(4)如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是_______________。

Ⅱ、ClO2也是一种常见漂白剂，用ClO2处理过的饮用水常含有一定量有害的ClO。我国规定饮用水中ClO的含量应不超过0.20 mg·L－1。测定水样中ClO2、ClO的含量的过程如下：

①量取25.00 mL水样加入到锥形瓶中，并调节水样的pH为7.0～8.0。

②加入足量的KI晶体。此过程发生反应2ClO2＋2I－===2ClO＋I2。

③加入少量淀粉溶液，再向上述溶液中滴加1.00×10－3 mol·L－1 Na2S2O3溶液至溶液蓝色刚好褪去，消耗Na2S2O3溶液7.45 mL。此过程发生反应：2S2O＋I2===S4O＋2I－。

④调节第③步所得溶液至pH≤2.0，此过程发生反应ClO＋4H＋＋4I－===Cl－＋2I2＋2H2O。

⑤再向溶液中滴加1.00×10－3 mol·L－1 Na2S2O3溶液至蓝色刚好褪去，消耗Na2S2O3溶液30.00 mL

根据上述数据计算并判断该水样中ClO的含量是否符合国家规定。

______________。

Answer 1

【答案】防止D瓶溶液倒吸到B瓶中 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 SO42﹣ 取样，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42﹣ 趁热过滤 NaClO3和NaCl 符合

【解析】

Ⅰ、装置B中制备得到ClO2，所以B中为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用下生成ClO2和Na2SO4，反应方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；C可防止倒吸，起到安全瓶的作用；D中加入过氧化氢和氢氧化钠，在低温下与ClO2反应生成NaClO2，反应方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2。

(1)装置D中发生气体反应，装置内压强降低，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；

(2)装置D中生成NaClO2，Cl元素的化合价降低，双氧水应表现还原性，有氧气生成，结合原子守恒可知，还有水生成，配平后方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；B制得的气体中含有SO2，在装置D中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO42-，用氯化钡溶液检验SO42-，具体操作：取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；

(3)从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO23H2O，应趁热过滤；

(4)由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；

(5)由2ClO2+2I－===2ClO2－+I2和2S2O32－+I2===S4O62－+2I－得：2ClO2－～I2～2Na2S2O3，所以n(ClO2－) 生成= n(Na2S2O3)=1×10－3mol·L－1×7.45×10－3L＝7.45×10－6 mol，

由ClO2－＋4H＋＋4I－===Cl－＋2I2＋2H2O和2S2O3－＋I2===S4O6－＋2I－得：ClO2－～2I2～4Na2S2O3，所以n(ClO2－) 总 = n(Na2S2O3) =×1×10－3 mol·L－1×30.00×10－3 L＝7.50×10－6 mol，

原水样中c(ClO2－)＝(7.50×10－6 mol－7.45×10－6 mol)÷0.025 L＝2.00×10－6 mol·L－1，ClO2－的含量为2.00×10－6 mol·L－1×67.5×103 mg·mol－1＝0.135 mg·L－1＜0.2 mg·L－1，该水样中ClO2－的含量符合国家规定。