题目内容

2．亚氯酸钠（NaClO2）是一种高效氧化剂、漂白剂．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．某化学探究小组开展如图所示实验制取NaClO2晶体并测定其纯度．回答下列问题

（1）用50%双氧水配置30%的H2O2溶液，需要的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、烧杯外，还需要量筒（填仪器名称）；图装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中．
（2）装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2．反应后溶液中阴离子除ClO2、ClO3、Cl、Cl0、OH外还可能含有一种阴离子是SO42-，检验该离子的方法是取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-．产生该离子最可能的原因是a．
a．B中有SO2气体产生，并有部分进入D装置内
b．B中浓硫酸挥发进入D中与NaOH中和
c．B中的硫酸进入到D装置内
（3）请补充从反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl．
（5）测定样品中NaClO2的纯度：准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量KI晶体，在酸性条件下发生反应：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-．将所得混合液体稀释成100ml待测溶液．取25.00ml待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1NaS2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V ml（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O42-）
①确认滴定终点的现象是滴加最后一滴Na2S2O3标准液时，溶液蓝色恰好褪去且半分钟内不复原，说明到达滴定终点．
②所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol（用含C、V的代数式表示）．

分析 装置B中制备得到ClO2，所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，二氧化氯和氢氧化钠反应生成NaClO2，B中可能发生Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，产生的SO2 被带入D中，SO2与H2O2 反应生成硫酸钠，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl；装置C的作用是安全瓶，有防倒吸作用，从装置D的溶液获得NaClO2晶体，需要蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥，装置AE是吸收多余气体防止污染，
（1）用50%双氧水配制30%的H2O2溶液，需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶体滴管；
装置D中发生气体反应，装置内压强降低，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）装置B中制备得到ClO2，装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体，装置D中生成NaClO2，Cl元素的化合价降低，双氧水应表现还原性，有氧气生成，结合原子守恒可知，还有水生成，配平书写方程式；B制得的气体中含有SO2，在装置D中被氧化生成硫酸，可以用利用硫酸钡是白色沉淀检验硫酸根；B中可能发生Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，产生的SO2 被带入D中，SO2与H2O2 反应生成硫酸钠；
（3）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，注意温度控制；
（4）由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl；
（5）①碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液蓝色恰好褪去且半分钟内不复原，说明到达滴定终点；
②根据化学反应可得关系式：NaClO2～2I2～4S2O32-，令样品中NaClO2的物质的量x，根据关系式计算．

解答 解：（1）用50%双氧水配制30%的H2O2溶液，需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶体滴管，所以还需要量筒；
装置D中发生气体反应，装置内压强降低，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，
故答案为：量筒；防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）装置B中制备得到ClO2，装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体，装置D中生成NaClO2，Cl元素的化合价降低，双氧水应表现还原性，有氧气生成，结合原子守恒可知，还有水生成，配平后方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，
B制得的气体中含有SO2，在装置D中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO42-，用氯化钡溶液检验SO42-，具体操作：取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-，B中可能发生Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，产生的SO2 被带入D中，SO2与H2O2 反应生成硫酸钠，浓硫酸难挥发，硫酸钠是难挥发的盐，不会进入D，故a正确，b、c错误，
故选：a，
故答案为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；SO42-；取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；a；
（3）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO2•3H2O，应趁热过滤，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥，
故答案为：用38℃～60℃热水洗涤；低于60℃干燥；
（4）由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去D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：NaClO3和NaCl；
（5）①碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液蓝色恰好褪去且半分钟内不复原，说明到达滴定终点，
故答案为：滴加最后一滴Na2S2O3标准液时，溶液蓝色恰好褪去且半分钟内不复原，说明到达滴定终点；
②令样品中NaClO2的物质的量x，则：
NaClO2～2I2～4S2O32-，
1mol      4mol
0.25x    c mol•L-1×V×10-3L
故x=c•V•10-3mol
故答案为：c•V•10-3mol．

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
相关题目
12．如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：
（1）该浓盐酸的物质的量浓度为12mol•L-1．
（2）下列容量瓶的使用方法中，不正确的是BCD
A．使用容量瓶前检验是否漏水
B．容量瓶用水洗净后，再用待配溶液洗涤
C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的固体用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加水至接近刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线．
D．配制溶液时，若试样是液体，用量筒取样后用玻璃棒引流倒入容量瓶中，缓慢加水至刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线．
E．盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转多次，摇匀．
（3）某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制480mL物质的量浓度为0.200mol•L-1的稀盐酸．
①该学生需要用量筒量取8.3mL上述浓盐酸进行配制．
②在配制过程中，下列实验操作会使所配制的稀盐酸的物质的量浓度偏大的有C
A．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容．
B．用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面．
C．在容量瓶中定容时俯视刻度线．
D．定容后把容量瓶倒置摇匀，发现液面低于刻度线，又加水至刻度线．
13．某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质．当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用．
（1）NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na，NaN3中N3-中心原子采用sp 杂化．
（2）Fe2O3是主氧化剂，与Na反应生成的还原产物为Fe（已知该反应为置换反应）．
（3）KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O，KClO4含有化学键的类型为离子键、共价键，K的原子结构示意图为．
（4）NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量而发生分解，其化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O．
（5）100g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6L（标准状况）．
①用碱石灰除去的物质为CO2、H2O；
②该产气药剂中NaN3的质量分数为65%．
10．有X、Y、Z、W四种短周期元素，已知：
①Z+与W的气态氢化物分子具有相同的电子数；X2-、Y-与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数；②X单质在空气中燃烧产生气体R；③Y的气态氢化物与W的气态氢化物相遇时有白烟生成．请回答：
（1）画出X2-的原子结构示意图．
（2）Z的单质在空气中燃烧产物的电子式为：．
（3）实验室制取W的气态氢化物的反应方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
（4）向Y单质的水溶液中通入过量气体R的离子反应方程式为Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-．
17．以苯甲醛为原料制取苯甲醇和苯甲酸的合成反应如下：

相关物质的部分物理性质见下表：
名称相对密度熔点（℃）沸点（℃）溶解度
水乙醚
苯甲醛1.04-26179.6微溶易溶
苯甲酸1.27122.124925℃微溶，95℃可溶易溶
苯甲醇1.04-15.3205.7微溶易溶
乙醚0.71-116.334.6不溶--
实验流程如下：

（1）萃取时苯甲醇在分液漏斗的上层（填“上”或“下”）层，分液漏斗振摇过程中需慢慢开启旋塞几次，其原因是排放可能产生的气体以解除超压．
（2）用NaHSO3溶液、10%Na2CO3溶液、H2O洗涤乙醚层．
①用10%Na2CO3溶液洗涤目的是除去乙醚中溶解的少量苯甲酸．
②操作Ⅰ名称是蒸馏．
（3）抽滤操作结束时先后进行的操作是先断开抽滤瓶与抽气泵的连接，后关闭抽气泵．
（4）提纯粗产品乙的实验方法为重结晶．
7．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5．草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水．草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，分解方程式为：H2C2O4$\stackrel{加热}{→}$H2O+CO2↑+CO↑．请按要求完成下列实验（可选用下列装置，要求操作简单，现象明显，保证安全）．

（1）通过实验证明草酸晶体的分解产物中含有CO2，选用的装置有AGDC，证明有CO2生成的实验现象是D有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊．如果选用装置G其主要作用是冷凝分解产物中的草酸，防止干扰CO2的检验（不选G不用作答）．
（2）①证明草酸晶体的分解产物中含有CO，要求看到至少两个明显现象，实验中选用的装置的合理连接顺序为A、F、D、B、H、D、C（装置可重复使用）．装置H反应管中盛有的物质是CuO．②能证明草酸晶体的分解产物中含有CO的现象H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊．
（3）已知：碳酸电离常数为：K1=4.4×l0-7，K2=4.7×l0-11．写出Na2CO3溶液中滴加少量草酸溶液的离子方程式2CO32-+H2C2O4=C2O42-+2HCO3-．
14．下列物质属于电解质且能导电的是（　　）
A．铁B．熔融的氢氧化钠C．食盐水D．硫酸
11．氮的重要化合物如氨（NH3）、肼（N2H4）、三氟化氮（NF3）等，在生产、生活中具有重要作用．
（1）利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H2O（l）═H2O（g）△H1=44.0kJ•mol-1
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H2=229.3kJ•mol-1
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H3=-906.5kJ•mol-1
4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（l）△H4
则△H4=-2317kJ•mol-1．
（2）使用NaBH4为诱导剂，可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体．
①写出该反应的离子方程式：2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O；
②在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N2H4发生分解反应的化学方程式为：3N2H4N2+4NH3；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有降低反应温度（任写一种）．

（3）在微电子工业中NF3常用作半导体、液晶和薄膜太阳能电池等生产过程的蚀刻剂，在对硅、氮化硅等材料进行蚀刻时具有非常优异的蚀刻速率和选择性，在被蚀刻物表明不留任何残留物，对表面物污染．工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如上图2所示．
①a电极为电解池的阳（填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：NH4++3F--6e-=NF3+4H+；
②以NF3对氮化硅（Si3N4）材料的蚀刻为例，用反应方程式来解释为什么在被蚀刻物表面不留任何残留物4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑．
③气体NF3不可燃但可助燃，故气体NF3应远离火种且与还原剂、易燃或可燃物等分开存放，结构决定性质，试从结构角度加以分析NF3分子中N为+3价，有较强氧化性．
④能与水发生反应，生成两种酸及一种气态氧化物，试写出相应的化学方程式3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3．
12．下列离子方程式书写不正确的是（　　）
A．AlCl3溶液与烧碱溶液反应，当n（OH-）：n（Al3+）=7：2时，2Al3++7OH-═Al（OH）3↓+AlO2-+2H2O
B．CuCl2溶液与NaHS溶液反应，当n（CuCl2）：n（NaHS）=1：2时，Cu2++2HS-═CuS↓+H2S↑
C．Cl2与FeBr2溶液反应，当n（Cl2）：n（FeBr2）=1：1时，2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++2Br2+6Cl-
D．Fe与稀硝酸反应，当n（Fe）：n（HNO3）=1：2时，3Fe+2NO3-+8H+═3Fe2++2NO↑+4H2O

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