题目内容

【题目】二氧化氯是一种高效消毒剂,通常状况下二氧化氯易溶于水,沸点为11.0℃,极易爆炸,制取和使用二氧化氯时要用性质稳定的气体按一定比例稀释,以防爆炸。某实验小组在干燥空气稀释条件下,用干燥的氯气与固体亚氯酸钠制备二氧化氯,实验装置如图所示:

(1)仪器a的名称为___________,装置A中反应的化学方程式为___________。

(2)试剂X是___________。

(3)装置D内发生反应的化学方程式为___________。

(4)工业上也常用盐酸或双氧水还原NaClO3制备ClO2,相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,可能的原因是_____________________________。

(5)装置E中主要反应的离子方程式为____________________。

(6)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℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

①请完成实验室利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体的操作步骤:A.减压,55℃蒸发结晶;B.趁热过滤;C.用38~60℃的温水洗涤;D.低于60℃干燥,得到产品。

②取上述所得产品2.50g溶于水配成250mL溶液,取出25.00mL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0.500mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点。进行3次实验后,平均用去标准液18.80mL,试计算NaClO2产品的纯度__________(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。

【答案】分液漏斗 饱和食盐水 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2 H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境) )Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 85.07%(或“0.8507”等)

【解析】

本题主要以实验室制备氯气、除杂、干燥进而进行氯气的性质实验,并根据反应过程中利用氧化还原反应的原理书写反应方程式,同时进行定量实验来测量所用NaClO2产品的纯度,只要基础知识扎实,此类题型难度并不大。

(1)从图中可以直接看出仪器a的名称为分液漏斗,装置A中就是发生的实验室制备氯气的化学方程式为,故答案为:分液漏斗 ;

(2)根据实验需要,装置B是进行除杂,即出去氯气中的氯化氢气体,故试剂X是饱和食盐水,故答案为:饱和食盐水;

(3)根据已知反应物为NaClO2和Cl2,部分生成为ClO2,此过程中氯的化合价升高,必然要有元素化合价降低,故推出另一种生成物为NaCl,然后再进行氧化还原反应配平,故装置D内发生反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2,故答案为:2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2;

(4)由于盐酸能与NaClO3在一定条件下反应生成氯气,污染环境,而H2O2的氧化产物为O2不会污染环境,故工业上也常用盐酸或双氧水还原NaClO3制备ClO2,相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,可能的原因是H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境),故答案为:H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境);

(5)装置E是进行尾气处理,用NaOH溶液吸收氯气,故其主要反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;

(6) 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,根据得失电子总数相等,可知的I2的物质的量之比为1:2,进而可以找出如下关系式:--2I2--4 ,故

计算得到样品中NaClO2的质量分数=,故答案为:85.07%(或“0.8507”等)。

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