Question

5．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，常用于水的消毒以及纺织高漂白．过氧化氢法生产亚氯酸钠的流程图如下：

已知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且NaClO₂在碱性条件下稳定性较高．试回答下列问题：
（1）在ClO₂发生器中同时有氯气产生，则在发生器中发生反应的化学方程式为2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
（2）在NaClO₂稳定装置中，H₂O₂作B（选填序号）．
A．氧化剂                B．还原剂
C．既作氧化剂又作还原剂    D．既不作氧化剂也不作还原剂
（3）在实验室模拟“固体分离装置”中的技术，必须进行的实验操作是BEA（按实验先后顺序填写操作代号）．
A．过滤  B．加热蒸发  C．分液  D．蒸馏  E．冷却
（4）经查阅资料知道：当pH≤2.0时，ClO₂^-能被I^-完全还原成Cl^-；溶液中Na₂S₂O₃能与I₂反应：2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．欲测定成品中NaClO₂的含量，现进行如下操作：

步骤Ⅰ	称取样品Wg配成溶液置于锥形瓶中，并调节pH≤2.0
步骤Ⅱ	向锥形瓶中加入足量KI晶体，充分搅拌，并加入少量指示剂
步骤Ⅲ	用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定

①步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式是ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，步骤Ⅲ中达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化．
②若上述滴定操作中用去了VmL Na₂S₂O₃溶液，则样品中NaClO₂的质量分数$\frac{9.05×1{0}^{-2}VC}{4W}$×100%（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）NaClO₃和HCl反应，生成ClO₂，可以写出方程式，并用化合价升降法配平得到；
（2）在NaClO₂稳定装置中，加入过氧化氢是还原高价的氯的化合物得到NaClO₂；
（3）溶液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到；
（4）①步骤Ⅱ中发生反应是酸性溶液中ClO₂^-能被I^-完全还原成Cl^-，碘离子被氧化为碘单质，溶液中Na₂S₂O₃能与I₂反应：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．溶液颜色蓝色变化为无色分析判断反应终点；
②依据ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆，反应的定量关系计算得到样品中NaClO₂的质量分数．

解答 解：（1）2NaClO₃+和盐酸发生歧化反应，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化学方程式为：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；
（2）适当条件下可结晶析出NaClO₃•3H₂O，在NaClO₂稳定装置中，H₂O₂作还原剂，还原NaClO₃为NaClO₂，
故答案为：B；
（3）在实验室模拟“固体分离装置”中的技术，必须进行的实验操作是溶液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，
故答案为：BEA；
（4）①步骤Ⅱ中发生反应是酸性溶液中ClO₂^-能被I^-完全还原成Cl^-，碘离子被氧化为碘单质，离子方程式为：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，溶液中Na₂S₂O₃能与I₂反应：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．溶液颜色蓝色变化为无色分析判断反应终点，滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化，
故答案为：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化；
②依据ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆，反应的定量关系计算得到，设NaClO₂，
ClO₂^-～2I₂～4Na₂S₂O₃
1           4
x       cV×10^-3mol
x=$\frac{cV×1{0}^{-3}}{4}$mol，
样品中NaClO₂的质量分数=$\frac{\frac{cV×1{0}^{-3}}{4}mol×90.5g/mol}{Wg}$×100%=$\frac{9.05×1{0}^{-2}VC}{4W}$×100%，
故答案为：$\frac{9.05×1{0}^{-2}VC}{4W}$×100%．

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，难度较大．