题目内容
【题目】新冠疫情期间使用大量的消毒剂，其中二氧化氯(ClO2)与亚氯酸钠(NaClO2)都具有强氧化性。两者作漂白剂时，不伤害织物；作饮用水消毒剂时，不残留异味。某研究性学习小组利用如下装置由二氧化氯制备NaClO2·3H2O，并探究其性质。
查阅资料：
①ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。
②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称_________。
(2)装置A中发生反应的化学方程式：________。
(3)如果撤去C装置中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是_______。
(4)若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤如下，请完成下列操作步骤③的内容。
①减压，55℃蒸发结晶； ②趁热过滤；③_________； ④低于60℃干燥，得到成品。
(5)写出装置C反应的离子方程式________。
(6)实验结束后，继续通入一段时间N2的目的是________。
(7)利用题中原理制备出NaClO2·3H2O晶体的试样，可以用“间接碘量法”测定试样(杂质与I-不发生反应)的纯度，过程如下：(已知：I2＋2
＝＋2I-)取样品0.6000 g配制成250 mL溶液，从中取出25.0 mL加入足量KI固体和适量稀硫酸，再滴加几滴淀粉溶液，然后用0.0600 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，当出现________(填实验现象)，达到滴定终点，共消耗该标准溶液25.00 mL，经计算该试样中NaClO2·3H2O的百分含量为______(结果保留3位有效数字)。
【答案】分液漏斗 2NaClO3 + H2SO4 + Na2SO3=== 2Na2SO4 + 2ClO2 ↑ + H2O NaClO3 、 NaCl 用38℃～60℃热水洗涤 2ClO2+H2O2+2OH-===2
+2H2O+O2 将装置内残留的ClO2全部排出，提高产率 溶液由蓝色褪为无色，且30秒内不复原 90.3%
【解析】
由题中信息可知，A装置中制备二氧化氯气体，该气体经安全瓶B进入C装置，在碱性条件下二氧化氯被双氧水还原为亚氯酸钠，D装置为尾气处理装置。有关纯度的计算可以根据反应的关系式进行。
(1)由仪器a的构造可知其为分液漏斗。
(2)装置A中NaClO3、H2SO4、Na2SO3发生反应生成ClO2，该反应的化学方程式为2NaClO3+ H2SO4+ Na2SO3=== 2Na2SO4 + 2ClO2↑ + H2O。
(3)由题中信息可知，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去C装置中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是NaClO3 、 NaCl。
(4) 由题中信息可知，NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，因此，若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤如下：①减压，55℃蒸发结晶； ②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤（除去其中的可溶性杂质）； ④低于60℃干燥，得到成品。
(5)装置C 中，在碱性条件下二氧化氯被双氧水还原为亚氯酸钠，该反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-===2+2H2O+O2。
(6)实验结束后，装置内还有残留的ClO2，若不排出，则产品的产率会降低，因此继续通入一段时间N2的目的是：将装置内残留的ClO2全部排出，提高产率。
(7)取样品0.6000 g配制成250 mL溶液，从中取出25.0 mL加入足量KI固体和适量稀硫酸，碘离子被亚氯酸钠氧化为碘，再滴加几滴淀粉溶液作指示剂，溶液变蓝，然后用0.0600 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，反应完成后溶液的蓝色褪去，因此，当出现溶液由蓝色褪为无色，且30秒内不复原，达到滴定终点。若共消耗该标准溶液25.00 mL，由ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O、I2＋2
＝＋2I-，可以得到关系式NaClO2·3H2O~2I2~4，则25.0 mL 样品溶液中，n(NaClO2·3H2O)=
n(Na2S2O3)=
25.0010-3L0.0600 mol/L=
0.0000600mol，该试样中NaClO2·3H2O的百分含量为
90.3%。
【题目】过氧化氢是重要的化工产品，广泛应用于化学合成、医疗消毒等领域。
(1)过氧化氢的电子式为_____________。
(2)工业上电解硫酸氢盐溶液得到过二硫酸盐(
)，过二硫酸盐水解生成H2O2溶液和硫酸氢盐，生成的硫酸氢盐可以循环使用。电解硫酸氢盐溶液时阳极的电极反应式为_______。写出过二硫酸盐水解的离子方程式________。
(3)298K时，实验测得反应
在不同浓度时的化学反应速率如表：
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
c(HI) /mol﹒L-1 | 0.100 | 0.200 | 0.300 | 00.100 | 0.100 |
c(H2O2)/mol﹒L-1 | 0.100 | 0.100 | 0.100 | 0.200 | 0.300 |
v//mol﹒L-1﹒s-1 | 0.007 60 | 0.015 3 | 0.022 7 | 0.015 1 | 0.022 8 |
已知速率方程为
，其中k为速率常数。
根据表中数据判断：a=_______，b=________。
(4)“大象的牙膏”实验是将浓缩的过氧化氢与肥皂液混合，再滴加少量碘化钾溶液，即可观察到泡沫状物质像喷泉一样喷涌而出。反应中H2O2的分解机理为：
慢
快
此反应过程中无催化剂和有催化剂的能量变化关系图像如图所示：
则表示慢反应的曲线是__________(填“a”或“b”)。
1mol H2O2分解放出热量98 kJ，则H2O2分解的热化学方程式为_________________。
(5)某科研团队研究
体系(其中
)氧化苯乙烯制取苯甲醛，反应的副产物主要为苯甲酸和环氧苯乙烷。一定条件下，测得一定时间内温度对氧化反应的影响如图：
注：■苯乙烯转化率 ●苯甲醛选择性
①80℃时苯乙烯的转化率有所降低，其原因可能是_______。
②结合苯乙烯的转化率，要获得较高的苯甲醛产率，应该选择的温度为_______。
