Question

17．实验室用NaClO₃与Na₂SO₃制取ClO₂气体，再由ClO₂在强碱性条件下与过量的H₂O₂反应制得漂白剂NaClO₂（装置如图1所示）．

已知（如图2）：（I）NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO₃•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂；（Ⅱ）30% H₂O₂超过40℃时会完全分解；（Ⅲ）高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）图1装置A发生的反应中，还原剂是Na₂SO₃．
（2）图1装置B中反应生成NaClO₂的化学方程式为2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
②实验中图1装置B需进行温度控制不超过40℃，在不改变NaOH溶液浓度和体积的条件下，可采取的措施有缓慢滴加硫酸、H₂O₂、装置B加冷水浴等．
（3）请补充从图1装置B反应后的溶液中获得NaClO₂晶体的操作步骤．
①在55℃时蒸发结晶；②趁热（不低于38℃）过滤；③用38～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）图1装置C的作用是防止D中的溶液倒吸到B瓶（或安全瓶）中．
（5）证明实验后图1装置B所得混合溶液中的NaClO₂具有氧化性的实验方案是混合溶液加热至40℃至60℃之间除去H₂O₂，冷却后再加入FeCl2溶液与几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，证明NaClO2具有氧化性．（可供选用的试剂：稀H₂SO₄、FeCl₂溶液、KSCN溶液）

Answer 1

分析 装置A中用NaClO₃与Na₂SO₃制取ClO₂气体，发生反应：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，由ClO₂在强碱性条件下与过量的H₂O₂在B装置中反应制得漂白剂NaClO₂：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，C为安全瓶，防止倒吸，D装置由氢氧化钠溶液吸收未反应完的ClO₂气体，防止污染空气，将B装置反应后的溶液在55℃时蒸发结晶，趁热（不低于38℃）过滤；用38～60℃热水洗涤；低于60℃干燥，得NaClO₂晶体，据此分析解答．

解答 （1）A装置的反应为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，Na₂SO₃中硫元素化合价升高，被氧化，做还原剂；
故答案为：Na₂SO₃；
（2）①B装置为ClO₂在强碱性条件下与过量的H₂O₂反应制得漂白剂NaClO₂，化学方程式为：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
故答案为：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
②实验中图1装置B需进行温度控制不超过40℃，在不改变NaOH溶液浓度和体积的条件下，可采取的措施有缓慢滴加硫酸、H2O2、装置B加冷水浴等；
故答案为：缓慢滴加硫酸、H2O2、装置B加冷水浴等；
（3）已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO₃•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，从图1装置B反应后的溶液中获得NaClO₂晶体的操作步骤为：在55℃时蒸发结晶，趁热（不低于38℃）过滤；用38～60℃热水洗涤；低于60℃干燥，得到成品；
故答案为：趁热（不低于38℃）过滤；用38～60℃热水洗涤；低于60℃干燥；
（4）C装置为安全瓶，防止D中的溶液倒吸到B瓶中；
故答案为：防止D中的溶液倒吸到B瓶（或安全瓶）中；
（5）装置B所得混合溶液中的NaClO₂混有H₂O₂，验证NaClO₂具有氧化性，需先将H₂O₂除去，再用亚铁离子检验，实验方案是：装置B所得混合溶液加热至40℃至60℃之间除去H₂O₂，冷却后再加入FeCl2溶液与几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，证明NaClO2具有氧化性；
故答案为：混合溶液加热至40℃至60℃之间除去H₂O₂，冷却后再加入FeCl2溶液与几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，证明NaClO2具有氧化性．

点评 本题考查物质的制备、对信息的利用、对装置的理解、氧化还原反应、实验设计等，理解反应原理，掌握实验基本操作是解题的关键，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，难度较大．