Question

工业上常利用ClO₂和H₂O₂在碱性条件下反应生产漂白剂亚氯酸钠（NaClO₂），实验室可用如图1装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．

已知：
Ⅰ．二氧化氯（ClO₂）是一种极易爆炸的强氧化性气体，极易溶于水，在生产和使用时必须尽量进稀释．
Ⅱ．NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO₂?3H₂O，高于38℃时析出晶体NaClO₂，高于60℃时，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）装置A中盛放NaClO₂和Na₂C₂O₄的混合固体的仪器为

 

（填名称）．整套实验装置在加入药品之前须进行的实验操作为

 

．
（2）A中产生ClO₂和CO₂的物质的量之比为

 

，从实验安全角度分析CO₂气体的作用为

 

．
（3）装置C中发生的反应的离子方程式为

 

．
  ①反应时须保证溶液的碱性在一定pH范围内，下列可精确检测反应过程中溶液酸碱性并对亚氯酸钠的纯度和产率不会造成影响的是（　　）
  a．石蕊       b．酚酞    c．pH试纸    d．pH计
  ②反应结束后，从溶液中获得晶体NaClO₂的操作步骤为：55℃减压蒸发结晶，趁热过虑、

 

（填实验操作，要求注明温度）、低于60℃干燥得到成品．
（4）图2中的装置D用于吸收尾气，下列装置可用于装置且合理的是

 

．

（5）某学习小组碘量法测定粗产品中亚硫酸钠的含量，实验如下：
  a．准确称量所得亚氯酸钠样品mg，于小烧杯中，加入适量蒸馏水和过量碘化钾，再滴入适量的稀硫酸，充分反应，将所得混合液配成250mL待测溶液．（已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-）
  b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴指示剂，用cmol?L^-1Na₂S₂O₃标准液滴定，到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准液VmL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
①该实验中使用的指示剂为

 

（写名称）；
②该样品中NaClO₂质量分数为

 

（用含m、c、V的代数式表示，不用化简）

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）装置A中盛放NaClO₃和Na₂C₂O₄的混合固体的仪器为平底烧瓶，反应生成的是气体，实验前先检验装置气密性；
（2）依据NaClO₃和Na₂C₂O₄在酸溶液中反应的定量关系计算ClO₂和CO₂的物质的量之比；CO₂气体的作用可以稀释二氧化氯防止爆炸；
（3）装置C中发生的反应是过氧化氢还二氧化氯为NaClO₂ ；结合原子守恒和电荷守恒配平书写；
①精确检测反应过程中溶液酸碱性并对亚氯酸钠的纯度和产率不会造成影响，可以利用PH计精确测定；
②依据题干信息分析判断，高于38℃时析出晶体NaClO₂，高于60℃时，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl；
（4）a、ClO₂ 极易溶于水，导气管直接插入氢氧化钠溶液会引发倒吸；
b、干燥管有较大容积，可以防止液体倒吸；
c、由于烧杯中氢氧化钠溶液会倒吸入烧瓶，也会倒吸到发生装置；
d、广口瓶起到防倒吸的安全瓶装置作用；
（5）①因为是用Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，反应是I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，I₂与指示剂淀粉产生蓝色，故终点是滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变色；
②由反应中的I元素守恒可知：
ClO₂^-～2I₂～4 S₂O₃^2-，25.00mL待测溶液中n（NaClO₂）=

1

4

×cV×10^-3mol，m（NaClO₂）=

1

4

×90.5cV×10^-3g；样品mg配成250mL待测溶液中的NaClO₂质量扩大10倍，计算得到NaClO₂的质量分数；

解答： 解：（1）装置A中盛放NaClO₂和Na₂C₂O₄的混合固体的仪器为平底烧瓶，反应生成的是气体，实验前先检验装置气密性；
故答案为：平底烧瓶，检验装置气密性；
（2）依据NaClO₃和Na₂C₂O₄在酸溶液中反应的定量关系计算ClO₂和CO₂的物质的量之比，反应的化学方程式为：2NaClO₃+Na₂C₂O₄+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，ClO₂和CO₂的物质的量之比1：1；二氧化氯（ClO₂）是一种极易爆炸的强氧化性气体，极易溶于水，在生产和使用时必须尽量进稀释，CO₂气体的作用可以稀释二氧化氯防止爆炸；
故答案为：1；1，稀释二氧化氯，防止二氧化氯浓度较大时发生爆炸；
（3）反应2是将ClO₂→NaClO₂，Cl元素化合价降低，故ClO₂是氧化剂，H₂O₂是还原剂，其中H₂O₂中的-1价O变成O₂，反应的离子方程式为：H₂O₂+2ClO₂+2OH^-=2ClO₂ ^-+2H₂O+O₂ ；
胡答案为：H₂O₂+2ClO₂+2OH^-=2ClO₂ ^-+2H₂O+O₂ ；
①精确检测反应过程中溶液酸碱性并对亚氯酸钠的纯度和产率不会造成影响，二氧化氯（ClO₂）是一种极易爆炸的强氧化性气体，酸碱指示剂不能用来测定，所以可以利用PH计精确测定；
故答案为：d；
②NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO₂?3H₂O，高于38℃时析出晶体NaClO₂，高于60℃时，NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，反应结束后，从溶液中获得晶体NaClO₂的操作步骤为：55℃减压蒸发结晶，趁热过虑，用38°C--60°C的温水洗涤，低于60℃干燥得到成品；
故答案为：用38°C--60°C的温水洗涤；
（4）a、ClO₂ 极易溶于水，导气管直接插入氢氧化钠溶液会引发倒吸，故；a不符合；
b、干燥管有较大容积，可以防止液体倒吸，起到吸收放倒吸的作用，故b符合；
c、由于烧杯中氢氧化钠溶液会倒吸入烧瓶，也会倒吸到发生装置，故c不符合；
d、广口瓶起到防倒吸的安全瓶装置作用，避免倒吸到广口瓶前面的发生装置，故d符合；
故答案为：bd；
（5）①因为是用Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，反应是I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，I₂与指示剂淀粉产生蓝色，故终点是滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变色；
 故答案为：淀粉溶液；
②由反应中的I元素守恒可知：
ClO₂^-～2I₂～4 S₂O₃^2-，25.00mL待测溶液中n（NaClO₂）=

1

4

×cV×10^-3mol，m（NaClO₂）=

1

4

×90.5cV×10^-3g；样品mg配成250mL待测溶液中的NaClO₂质量扩大10倍，故样品中NaClO₂的质量分数为

1 4 ×90.5cV×10-2g

mg

×100%；
故答案为：

1 4 ×90.5cV×10-2g

mg

×100%；

点评：本题考查了物质制备和性质检验的实验验证和组成分析判断，滴定实验过程的计算应用，掌握实验基础和题干信息是关键，题目难度中等．