题目内容

20．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．某工厂生产亚氯酸钠的主要流程如下：

（1）气体a的化学式为O2．溶液A的名称是硫酸．
（2）反应I的离子方程式为2ClO3-+SO32-+2H+$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2ClO2↑+SO42-+H2O，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1．
（3）反应Ⅱ的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2．反应过程中控制温度不高于20℃，目的是防止H2O2分解．
（4）NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O．上述生产中由NaClO2溶液得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是B、E、D（填字母序号）．
A．蒸馏   B．蒸发   C．灼烧   D．过滤         E．冷却结晶
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是重结晶（填操作名称）．
（5）为了测定NaClO2•3H2O的纯度，取上述产品10g溶于水配成500mL溶液，取出10mL溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反应后加入2～3滴淀粉溶液，用0.264mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定．当滴入最后一滴Na2S2O3标准液时，锥形瓶中溶液由蓝色变为无色（填颜色变化），且半分钟内不发生变化，说明滴定达终点．重复三次实验，用去标准液的平均体积为20.00mL．则产品的纯度为95.37%（保留小数点后两位，提示：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）．

分析 根据题中流程，Ⅰ中NaClO3在酸性条件下被亚硫酸根离子还原成ClO2，反应ⅡClO2在碱性条件下被双氧水还原成NaClO2，NaClO2的溶解度随温度升高而增大，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到晶体NaClO2．
（1）电解硫酸钠得到的是氢气和氧气，电解硫酸钠溶液可以在两个电极上得到氢氧化钠和硫酸；
（2）Ⅰ中NaClO3在酸性条件下被亚硫酸根离子还原成ClO2，据此确定反应中的氧化剂和还原剂一起二者的量之比；
（3）反应ⅡClO2在碱性条件下被双氧水还原成NaClO2；
（4）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体，得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体；
（5）根据碘遇到淀粉变蓝色结合反应的原理判断反应终点；取上述合成产品10g溶于水配成500mL溶液，取出10mL溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，发生ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O，充分反应后加入2～3滴淀粉溶液，溶液变蓝，用0.264mol/L Na2S2O3标准液滴定，发生：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，蓝色变为无色，可得反应的关系式为：ClO2-～2I2～4Na2S2O3，据此计算即可．

解答 解：根据题中流程，Ⅰ中NaClO3在酸性条件下被亚硫酸根离子还原成ClO2，反应ⅡClO2在碱性条件下被双氧水还原成NaClO2，NaClO2的溶解度随温度升高而增大，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到晶体NaClO2．
（1）电解硫酸钠得到的是氢气和氧气，反应Ⅱ的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2，所以a是氧气，b是氢气，电解硫酸钠溶液可以在两个电极上得到氢氧化钠和硫酸，所以溶液A的名称是硫酸，故答案为：O2；硫酸；
（2）Ⅰ中NaClO3在酸性条件下被亚硫酸根离子还原成ClO2，反应I的离子方程式为2ClO3-+SO32-+2H+$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2ClO2↑+SO42-+H2O，其中氧化剂是ClO3-，还原剂是SO32-，二者的物质的量之比为是2：1，故答案为：2ClO3-+SO32-+2H+$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2ClO2↑+SO42-+H2O；2：1；
（3）反应ⅡClO2在碱性条件下被双氧水还原成NaClO2，化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2，为了防止H2O2分解，反应过程中控制温度不高于20℃，故答案为：）2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2；防止H2O2分解；
（4）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体，得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体；
故答案为：B、E、D；重结晶；
（5）当滴入最后一滴Na2S2O3标准液时，锥形瓶中溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不发生变化，说明滴定达终点；
取上述合成产品10g溶于水配成500mL溶液，取出10mL溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，发生ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O，充分反应后加入2～3滴淀粉溶液，溶液变蓝，用0.264mol/L Na2S2O3标准液滴定，发生：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，蓝色变为无色，
可得反应的关系式为：ClO2-～2I2～4Na2S2O3，又n（Na2S2O3）=0.264mol/L×0.02L=0.00528mol，
则ClO2-～2I2～4Na2S2O3
1                         4
n（ClO2-） 0.00528mol
n（ClO2-）=$\frac{0.00528mol}{4}$=0.00132mol，
所以500ml溶液中含有：n（NaClO2）=0.00132mol×50=0.066mol，
则10g合成产品中含有：m（NaClO2•3H2O）=0.066mol×144.5g/mol=9.537g，
则ω（NaClO2•3H2O）=$\frac{9.537g}{10g}$×100%=95.37%．
故答案为：由蓝色变为无色；95.37%．

点评 本题考查较为综合，涉及物质的检验、除杂、制备以及含量的测定，题目难度较大，本题（5）为易错点，注意把握有关反应方程式的书写．

练习册系列答案
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13．用于提纯或分离物质的方法有：A、萃取分液  B、加热分解 C、蒸发结晶  D、分液  E、蒸馏  F、过滤、G渗析等，请将提纯或分离的序号填在后面横线上．
（1）分离饱和食盐水与泥沙的混合物F
（2）分离水和汽油的混合物D
（3）海水淡化E
（4）除去碳酸钠中的碳酸氢钠B
（5）除去氢氧化铁胶体中混有的氯离子、钠离子G．
11．在容积不变的密闭容器中通入一定量的A发生反应：2A（g）?B（g）+C（g）△H＞0．T1温度下的部分实验数据为：
t/s05001 0001 500
c（A）/（mol•L-1）6.003.503.003.00
下列说法正确的是（　　）
A．500s内A的分解速率为3.0×10-3 mol•L-1•s-1
B．1000s时A的转化率为50%，T1温度下的平衡常数为K1=0.75
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若K1＞K2，则T1＞T2
D．平衡时，其他条件不变，再加入一定量的A，达新平衡后K值增大
8．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是（　　）
A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158 mol/（L•s）
B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%
D．在前10s内用X、Y、Z表示的反应速率数值相等
15．将2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：2A（g）+3B（g）?2C（g）+xD（g），2min后达到平衡时，A的转化率为50%，测得v（D）=0.25mol/（L•min）．下列推断正确的是（　　）
A．v（C）=0.5mol/（L•min）
B．x=3
C．B的转化率为25%
D．若使用催化剂可以缩短达到平衡的时间，但A转化率不变
5．某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质．实验室中以该矿样为原料制备CuCl2•2H2O晶体，流程如图1：

（1）在实验室中，欲用37%（密度为1.19g•mL-1）的盐酸配制500mL 6mol•L-1的盐酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶外，还有胶头滴管；
（2）①若在实验室中完成系列操作a．则下列如图2实验操作中，不需要的是cd（填下列各项中序号）．
②CuCl2溶液中存在如下平衡：Cu（H2O）42+（蓝色）+4Cl═CuCl42-（黄色）+4H2O．欲用实验证明滤液A（绿色）中存在上述平衡，除滤液A外，下列试剂中，还需要的是c（填序号）．
a．FeCl3固体   b．CuCl2固体  c．蒸馏水
（3）某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程，查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时，固体质量变化曲线及SO2生成曲线如图3所示．
①CuS矿样在焙烧过程中，有Cu2S、CuO•CuSO4、CuSO4、CuO生成，转化顺序为：
CuS$\stackrel{①}{→}$Cu2S$\stackrel{②}{→}$CuO•CuSO4$\stackrel{③}{→}$CuSO4$\stackrel{④}{→}$CuO
第①步转化主要在200～300℃范围内进行，该步转化的化学方程式为2CuS+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2S+SO2，
②300～400℃范围内，固体质量明显增加的原因是Cu2S转化为CuSO4，如图3所示过程中，CuSO4固体能稳定存在的阶段是c（填下列各项中序号）．
a．一阶段    b、二阶段    c、三阶段  d、四阶段
③该化学小组设计如图4装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程，并验证所得气体为SO2和O2的混合物．
a．装置组装完成后，应立即进行气密性检查，请写出检查A-D装置气密性的操作：关闭分液漏斗活塞，在D中加水至淹没下端管口，微热A中圆底烧瓶看到D中有气泡冒出，停止微热后导管中有一小段水柱回流，则气密性．
b．当D装置中产生白色沉淀时，便能说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物．你认为装置D中原来盛有的溶液为氯化钡溶液．
12．以$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=2 通入IL的反应器中，一定条件T 发生反应：4H2（g）+2CO（g）?CH3OCH3（g）+H2O （g）△H，其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．该反应的△H＞O
B．P1＜P2＜P3
C．若在P3和316℃时反应达到平衡，H2的转化率等于50%
D．若在P1和200℃时，反应达平衡后保持温度和压强不变，再充入2 mol H2和1molCO，则平衡时二甲醚的体积分数增大
9．一密闭容器中，反应aA（气）?bB（气）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则
（1）平衡向正反应  （选择“正反应”或“逆反应”）方向移动
（2）物质B的质量分数增加（填“增加”或“减少“）
（3）a＜b（填“＜”“＞”“﹦”）
10．向含有a mol Na2CO3的溶液中通入b molHCl，下列说法不正确的是（　　）
A．当b＞2a时，发生的离子反应为：CO32-+2H+=H2O+CO2↑
B．当b＜a时，发生的离子反应为：CO32-+H+=HCO3-
C．当4a=3b时，发生的离子反应为：3CO32-+4H+=2HCO3-+CO2↑+H2O
D．当a＜b＜2a时，反应生成的HCO3-与CO2的物质的量之比为（b-a）：（2b-a）

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