Question

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种高效氧化剂、漂白剂。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℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。利用下图所示装置制备亚氯酸钠。

完成下列填空：
（1）装置②中产生ClO₂的化学方程式为           。装置③的作用是             。
（2）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          ；③       ；④低于60℃干燥，得到成品。
（3）准确称取所得亚氯酸钠样品10g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（ClO₂^－+ 4I^－+4H⁺ →2H₂O+2I₂+Cl^－）。将所得混合液配成250mL待测溶液。配制待测液需用到的定量玻璃仪器是            ；
（4）取25.00mL待测液，用2.0 mol/L Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂ +2S₂O₃^2－→2I^－+S₄O₆^2－），以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为          。重复滴定2次，测得Na₂S₂O₃溶液平均值为20.00 mL。该样品中NaClO₂的质量分数为             。
（5）通过分析说明装置①在本实验中的作用                               。

Answer 1

（1）2NaClO₃ + Na₂SO₃ + H₂SO₄→2ClO₂ + 2Na₂SO₄ + H₂O（2分）防止倒吸。
（2）趁热过滤；用38－60℃的温水洗涤
（3）250mL容量瓶；（2分）
（4）溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。90.5%（2分）
（5）当关闭K₂时，打开K₁，可以吸收反应产生的气体。（2分）

试题分析：（1）根据反应物NaClO₃、Na₂SO₃、H₂SO₄，生成物为ClO₂和2Na₂SO₄，配平方程式为2NaClO₃ + Na₂SO₃ + H₂SO₄=2ClO₂ + 2Na₂SO₄ + H₂O；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）因为NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO₂·3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶体，需在38－60℃得到晶体，故操作为趁热过滤；用38－60℃的温水洗涤；
（3）容量瓶要指明规格；
（4）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；
计算时一般找出关系式，由此进行计算，关系式为ClO₂^－——2I₂——4S₂O₃^2－
n(ClO₂^－)= 1/4 n(S₂O₃^2－)=1/4×20×10^-3×2=0.01mol
m(NaClO₂)=0.01×90.5=9.05g    该样品中NaClO₂的质量分数为9.05g÷10g=0.905
（5）本实验产生污染性气体，直接排放会污染环境，故需要尾气处理，装置①就是用碱吸收反应产生的ClO₂等尾气。