题目内容
8.某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究.实验Ⅰ:制取NaClO2晶体
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38℃时析出晶体的是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl.Ba(ClO)2可溶于水.
利用如图所示装置进行实验.
(1)装置③的作用是防止倒吸.
(2)装置②中产生ClO2的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓)═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O.
(3)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③用38℃~60℃热水洗涤;④低于60℃干燥,得到成品.
(4)设计实验检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4,操作与现象是:取少量晶体溶于蒸馏水,滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4.
实验Ⅱ:测定某亚氯酸钠样品的纯度.
设计如下实验方案,并进行实验:
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-).将所得混合液配成100mL待测溶液.
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点.重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-).
(5)滴定中使用的指示剂是淀粉溶液,达到滴定终点时的现象为滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色.
(6)样品中NaClO2的质量分数为$\frac{9.05cV}{m}$%(用含m、c、V的代数式表示,式量:NaClO2-90.5).
分析 (1)装置③为安全瓶,防止装置②中气体温度降低而产生倒吸;
(2)亚硫酸钠具有还原性,在反应中作还原剂,生成硫酸钠,结合原子守恒可知,还有水生成,然后配平书写方程式;
(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,注意温度控制;
(4)根据SO42-的检验方法来分析;
(5)有碘单质参和生成的反应,一般采用淀粉溶液做指示剂,该反应是Na2S2O3标准液滴定碘,终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色;
(6)根据关系式NaClO2~2I2~4S2O32-进行计算.
解答 解:(1)装置③为安全瓶,防止装置②中气体温度降低而产生倒吸,故答案为:防止倒吸;
(2)氯酸钠在酸性溶液中氧化亚硫酸钠为硫酸钠,本身被还原为二氧化氯,反应的化学方程式应为:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓)═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;
故答案为:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓)═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;
(3)为防止析出晶体NaClO2•3H2O,应趁热过滤,由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃进行洗涤,低于60℃干燥,
故答案为:用38℃~60℃热水洗涤;
(4)SO42-的检验用氯化钡溶液,取少量晶体溶于蒸馏水,然后滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4;
故答案为:滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4;
(5)碘遇淀粉变蓝色,反应结束时,碘反应完全,滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点,
故答案为:淀粉溶液;滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色;
(6)设样品中NaClO2的质量分数为a,则:
NaClO2~2I2~4S2O32-
90.5g 4mol
mag cmol•L-1×V×10-3L×$\frac{100mL}{25mL}$
解得:a=$\frac{9.05×1{0}^{-2}cV}{m}$=$\frac{9.05cV}{m}$%;
故答案为:$\frac{9.05cV}{m}$%.
点评 本题考查物质制备方案的设计,题目难度中等,理解制备原理是解题的关键,同时考查学生分析问题、解决问题的能力,注意掌握氧化还原反应滴定中利用关系式进行的计算的方法.
A. | CO2 | B. | C | C. | SiO2 | D. | NH4NO3 |
A. | NaOH(aq)+HNO3(aq)═NaNO3(aq)+H2O(l)△H=+57.3kJ/mol(中和热) | |
B. | C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1367.0kJ/mol(燃烧热) | |
C. | S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-269.8kJ/mol(反应热) | |
D. | 2NO2═O2+2NO△H=+116.2kJ/mol(反应热) |
阳离子 | Na+、Al3+、Ba2+、NH4+ |
阴离子 | Cl-、OH-、CO32-、SO42- |
①B溶液分别与C、D混合,均有白色沉淀生成;
②将A溶液逐滴滴入C溶液中,有沉淀生成,继续滴加A溶液时,沉淀减少直至完全消失;
③A与D两种固体混合加热有气体生成,该气体能使湿润的红色石蕊试液变蓝;
④用石墨电极电解B溶液,在阳极上产生一种有刺激性气味的气体.
(1)A所含的阴离子的电子式是,B所含的阳离子是Ba2+.
(2)C的化学式是Al2(SO4)3,D的化学式是(NH4)2CO3.
(3)写出②中沉淀溶解的离子方程式Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.
湿法 | 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
(2)高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂.它能消毒杀菌是因为高铁酸钾有强氧化性,它能净水的原因是高铁酸钾与水反应生成的Fe(OH)3胶体有吸附性.
(3)在实验室配置Fe(NO3)3溶液时,若用蒸馏水直接配置,所得溶液往往较混浊,其原因是(用离子方程式表示)Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,因此,正确的配置操作是在溶液中加入少量的(填试剂名称)硝酸,其目的是抑制铁离子的水解.
(4)Fe2O3是一种红棕色的氧化物,写出它和盐酸反应的离子方程式Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+.
(5)检验Fe3+ 的方法很多,写出其中的一种检验方法取少量溶液于试管中,加入少量KSCN溶液,如果变成血红色溶液,则含有Fe3+.
A. | T℃时,KW=1.0×10-12.该温度下,PH=3的溶液中,水电离出的c(H+)=1.0×10-11 | |
B. | 25℃时,PH=a的氨水与PH=b的盐酸等体积混合至溶液呈中性,则a+b=14 | |
C. | 0.1mol/LNaHCO3溶液中:c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3) | |
D. | 0.1mol/LCH3COOH溶液与0.05mol/LNaOH溶液等体积混合,所得溶液中,2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-) |