题目内容

【题目】NaClO2是一种高效的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等。用下列装置探究NaClO2的制备。

完成下列填空:

(1)仪器a的名称为__________,装置②的作用是________________。

(2)检查装置气密性的方法是________________________________________________。

(3)关闭K1,从分液漏斗中加入一定量浓硫酸,装置③中生成NaClO2的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2→2NaClO2+2H2O+O2↑,该反应的氧化产物是_____________。

(4)实验完成后,为防止装置中残留的有毒气体污染空气,可以进行的操作是:打开止水夹K1,____________________________________________。

(5)从装置③的溶液中获得NaClO2晶体的主要操作有减压蒸发浓缩、________________、过滤洗涤、干燥等。

(6)晶体以NaClO2·3H2O的形式存在,已知:NaClO2·3H2ONaCl+O2↑+3H2O↑。为测定所得固体中NaClO2·3H2O的质量分数,在收集到足量的晶体后,进行如下实验:取样品质量为a g,灼烧恒重后,得到固体b g。则晶体中NaClO2·3H2O的质量分数是__________。

若发生副反应4[NaClO2·3H2O]2NaCl+2NaClO3+O2↑+12H2O↑,则实验测得的值会__________。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)

【答案】干燥管 做安全瓶,防止③中溶液倒吸到①中 关闭K1,关闭分液漏斗活塞,在④的烧杯中加水浸没干燥管下端,给①中烧瓶微热,若④中出现气泡,停止加热,④中干燥管下端有一段水柱,一段时间不变,则气密性良好 O2 从K1处通入空气,将残留气体鼓入④中 降温结晶 或 偏小

【解析】

由实验装置图可知,装置①的作用是在酸性环境下,氯酸钠和亚硫酸钠发生氧化还原反应制备ClO2气体;装置②的作用是做安全瓶,防止③中溶液倒吸到①中;装置③的作用是在碱性条件下,ClO2气体与过氧化氢发生氧化还原反应制备NaClO2,装置④的作用是吸收多余的ClO2气体,防止污染环境。

(1)仪器a的名称为干燥管,装置②的作用是做安全瓶,防止③中溶液倒吸到①中,故答案为:干燥管;安全瓶,防止③中溶液倒吸到①中;

(2)检查装置气密性首先要形成密闭系统,然后通过升高温度形成压强差,具体操作是关闭K1,关闭分液漏斗活塞,在④的烧杯中加水浸没干燥管下端,给①中烧瓶微热,若④中出现气泡,停止加热,④中干燥管下端有一段水柱,一段时间不变,则气密性良好,故答案为:关闭K1,关闭分液漏斗活塞,在④的烧杯中加水浸没干燥管下端,给①中烧瓶微热,若④中出现气泡,停止加热,④中干燥管下端有一段水柱,一段时间不变,则气密性良好;

(3)由题给化学方程式可知,反应中过氧化氢中氧元素化合价升高被氧化,发生氧化反应,则过氧化氢为还原剂,氧气为氧化产物,故答案为:O2;

(4)实验完成后,为防止装置中残留的ClO2气体污染空气,应打开止水夹K1,从K1处通入空气,将残留的ClO2气体鼓入④中,被氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气,故答案为:从K1处通入空气,将残留气体鼓入④中;

(5)从溶液中制取晶体,一般采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,则从装置③的溶液中获得NaClO2晶体的主要操作有减压蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:降温结晶;

(6)由题意可知,NaClO2·3H2O灼烧至恒重得到NaCl,固体减少的质量为氧气和水的质量,则氧气和水的质量为(a—b),设氧气的物质的量为xmol,由方程式可知水的物质的量为3xmol,则可得32x+18×3x=(a—b),解得x=,由方程式可得关系式NaClO2·3H2O—O2↑,则n(NaClO2·3H2O)= n(O2)=mol,晶体中NaClO2·3H2O的质量分数为=或。若发生副反应4[NaClO2·3H2O]2NaCl+2NaClO3+O2↑+12H2O↑,会导致灼烧恒重后固体质量增大,即b增大,所以减小。故答案为:或,偏小。

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