题目内容

15．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌．某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠（NaClO2）的研究．
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℃时析出的晶体是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）仪器a的名称为三颈烧瓶，装置①的作用是吸收多余的ClO2气体，防止污染环境，装置③的作用是防止倒吸  
（2）装置②中产生ClO2，涉及反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4（浓）═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置④中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2．
（3）从装置④反应后的溶液获得晶体NaClO2的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃的温水洗涤；④低于60℃干燥，得到成品．如果撤去④中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl．
（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．
（5）为了测定NaClO2粗品的纯度，取上述粗产品10.0g溶于水配成1L溶液，取出10mL溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反应后（NaClO2被还原为Cl-，杂质不参加反应），加入2～3滴淀粉溶液，用0.20mol•L-1Na2S2O3标准液滴定，达到滴定终点时用去标准液20.00mL，试计算NaClO2粗品的纯度90.5%．（提示：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）

分析 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；关闭K1，装置②中发生反应：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O，生成ClO2气体，ClO2气体经装置③进入装置④，发生反应：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，得NaClO2溶液，经减压，55℃蒸发结晶；趁热过滤； 用38℃～60℃的温水洗涤；低于60℃干燥，得晶体NaClO2•3H2O，据此分析解答．

解答 解：（1）仪器a为三颈烧瓶；装置①和装置⑤都是吸收多余的ClO2气体，防止污染环境；装置③的作用是防止倒吸；
故答案为：三颈烧瓶；吸收多余的ClO2气体，防止污染环境；防止倒吸；
（2）装置②中产生ClO2，化学方程式为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4（浓）═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置④中为ClO2与氢氧化钠与过氧化氢的反应，化学方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2；
故答案为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4（浓）═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2；
（3）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℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，故从装置④反应后的溶液获得晶体NaClO2的操作步骤为：减压，55℃蒸发结晶；趁热过滤； 用38℃～60℃的温水洗涤；低于60℃干燥，得到成品；如果撤去④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：用38℃～60℃的温水洗涤；NaClO3和NaCl；
（4）检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4：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；
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）NaClO2与足量酸化的KI溶液，反应为：ClO2-+4I-+4H+→2H2O+2I2+Cl-，令样品中NaClO2的物质的量x，则：
NaClO2～2I2～4S2O32-，
1mol                4mol
x                20×10-3×0.2mol
解得：x=1×10-3mol，
10mL样品中m（NaClO2）=0.001mol×90.5g/mol=0.0905g，原样品中NaClO2的质量分数为：$\frac{0.0905g×1000}{10g}×100%$=90.5%；
故答案为：90.5%．

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，题目难度中等．

练习册系列答案
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5．实验室可以用来直接加热的玻璃仪器是（　　）
A．小试管B．容量瓶C．量筒D．蒸发皿
6．某有机物分子的球棍模型如图所示，图中“棍”代表化学键，不同颜色的“球”代表不同元素的原子，下列说法错误的是（　　）
A．1mol该有机物可与2molNa反应，生成1mol气体
B．该有机物可以发生加聚反应
C．该有机物可以发生取代反应，氧化反应、酯化反应
D．该有机物可以生成分子式为C6H8O4的酯
3．下列根据实验操作和现象所得出的结论错误的是（　　）
A．用酒精灯外焰加热铝箔，铝箔熔化但不滴落，说明Al2O3＞Al
B．锅炉水垢CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡，再用酸溶解去除，说明Ksp：CaCO3＞CaSO4
C．向Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，有白色沉淀生成，说明酸性：H2CO3＞H2SiO3
D．当光束通过淀粉溶液时，出现一条光亮的“通路”，说明分散质微粒的直径在1-100nm之间
10．过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色的固体，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂．某实验小组拟选用如下装置如图1（部分固定装置略）制备过氧化钙．

（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为dfebcf或dfecbf_（填仪器接口的字母编号，装置可重复使用）．
（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：①检验装置的气密性后，装入药品；②打开分液漏斗活塞，通入一段时间气体，加热药品；③反应结束后，熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞（填操作）；④拆除装置，取出产物．
（3）若钙在空气中燃烧生成氮化钙（Ca3N2），同时可能生成过氧化钙．请利用下列试剂，设计实验检验钙的燃烧产物中是否含有过氧化钙取样品少许于试管中，加入酸化的FeCl2溶液溶解后，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则说明样品中含有过氧化钙；若溶液不变红色，则说明样品中不含有过氧化钙．（简要说明实验步骤、现象和结论）限选试剂：酸化的FeCl2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀硝酸
（4）利用反应Ca2++H2O2+2NH3+8H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4+，在碱性环境下制取CaO2    的装置如图2：C中沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右，其可能的原因分析：该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2•8H2O产率；温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率
（5）测定产品中CaO2含量的实验步骤如下：
步骤一：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的bg KI晶体，再滴入少量2mol•L-1的硫酸，充分反应．
步骤二：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液（作指示剂）．
步骤三：逐滴加入浓度为c mol•L-1的Na2S2O3溶液至反应完全，滴定至终点，记录数据，再重复上述操作2次，得出三次平均消耗Na2S2O3，溶液体积为V mL．CaO2的质量分数为$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}×100%$（用字母表示）．[已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-]．
20．直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境．某化学兴趣小组进行如下有关SO2性质和含量测定的探究活动．

（1）装置A中仪器a的名称为分液漏斗．若利用装置A中产生的气体证明+4价的硫元素具有氧化性，试用化学方程式表示该实验方案的反应原理SO2+2H2S=3S↓+2H2O 或 SO2+2Na2S+2H2O=3S↓+4NaOH．
（2）选用图4中的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱：
①甲同学认为按A→C→F→尾气处理顺序连接装置可以证明亚硫酸和次氯酸的酸性强弱，乙同学认为该方案不合理，其理由是二氧化硫通入次氯酸钙溶液发生了氧化还原反应，不能证明强酸制备弱酸的原理．
②丙同学设计的合理实验方案为：按照A→C→B→E→D→F→尾气处理（填字母） 顺序连接装置．证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的酸性的实验现象是装置D中品红溶液不褪色，F中出现白色沉淀．
③其中装置C的作用是除去HC1气体以免影响后面的实验．常温下，测得装置C中饱和NaHSO3溶液的pH≈5，则该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-）．（已知0.1mol/L的H2SO3溶液pH＞1）
（3）为了测定装置A残液中SO2的含量，量取10.00mL残液于圆底烧瓶中，加热使SO2 全部蒸出，用20.00mL0.0500mol/L的KMnO4溶液吸收．充分反应后，再用0.2000mol/L的KI标准溶液滴定过量的KMnO4，消耗KI溶液15.00mL．
已知：5SO2+2MnO4-+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+
10I-+2MnO4-+16H+═2Mn2++5I2+8H2O
①残液中SO2的含量为6.4g•L-1．
②若滴定过程中不慎将KI标准溶液滴出锥形瓶外少许，使测定结果偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
7．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图．下列说法正确的是（　　）
A．该装置是将电能转变为化学能
B．正极的电极反应为：C2O42--2e-=2CO2
C．每得到1 mol草酸铝，电路中转移3 mol电子
D．利用该技术可捕捉大气中的CO2
10．从海水提取溴的过程中，有如下反应：5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O，与上述反应在原理上最相似的反应是（　　）
A．2NaBr+Cl2═Br2+2NaCl
B．AlCl3+3NaAlO2+6H2O═4Al（OH）3↓+3NaCl
C．2H2S+SO2═3S↓+2H2O
D．Cl2+H2O═HCl+HClO
11．在无色透明的溶液中可以大量共存的离子组是（　　）
A．Mg2+、Na+、OH-、Cl-B．Ag+、K+、Cl-、NO3-
C．Cu2+、NO3-、SO42-、Cl-D．Na+、K+、CO32-、NO3-

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