Question

15．亚氯酸钠（NaClO₂）是重要漂白剂，探究小组按如图装置进行NaClO₂的制取．

已知：NaClO₂饱和溶液在低于38℃时析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）已知装置A中反应产生ClO₂气体，其反应的化学方程式为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
反应结束后通入适量的空气，其目的是将ClO₂吹入到装置B进行反应．
（2）装置B中反应生成NaClO₂，其反应的离子方程式为2OH^-+2ClO₂+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；
反应后的溶液中阴离子除了ClO${\;}_{2}^{-}$、ClO${\;}_{3}^{-}$、Cl^-、ClO^-、OH^-外还可能含有的一种阴离子是SO₄^2-；检验该离子的方法是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SO₄^2-；
（3）请补充从装置B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趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去B中的冷水浴，可能导致产品中混有的NaClO₃和NaCl杂质含量偏高．

Answer 1

分析 （1）装置A中制备得到ClO₂，所以A中反应为NaClO₃和Na₂SO₃在浓H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，反应结束后通入适量的空气，将ClO₂吹入到装置B进行反应；
（2）装置B中反应生成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，配平书写离子方程式；
装置I中通入SO₂的不完全反应，在装置Ⅱ中被氧化生成硫酸，可以用利用硫酸钡是白色沉淀检验硫酸根；
（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）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．

解答 解：（1）装置A中制备得到ClO₂，所以A中反应为NaClO₃和Na₂SO₃在浓H₂SO₄的作用生成 ClO₂和Na₂SO₄，反应的方程式为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2 ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，反应结束后通入适量的空气，将ClO₂吹入到装置B进行反应，
故答案为：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2 ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；将ClO₂吹入到装置B进行反应；
（2）装置B中反应生成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，反应的离子方程式为：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；装置A中通入SO₂的不完全反应，在装置B中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO₄^2-，可以用氯化钡溶液检验SO₄^2-，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SO₄^2-，
故答案为：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；SO₄^2-；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SO₄^2-；
（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：趁热过滤；用38℃～60℃热水洗涤；低于60℃干燥；
（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，
故答案为：NaClO₃和NaCl．

点评 本题考查亚氯酸钠制备实验的基本操作、亚氯酸钠的性质及中和滴定等知识，理解原理是解题的关键，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，难度中等．