题目内容
18．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：实验Ⅰ：制取NaClO2晶体按如图装置进行制取．
已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中．
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置B中发生反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O．
装置D中反应生成NaClO2的离子方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是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-．
（3）请补充从装置D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控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥；④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．
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成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-1 Na2S2O3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-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．
分析 （1）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，所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，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；
（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）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）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：防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）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，反应的方程式为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2 ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
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-，
故答案为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；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-；
（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：趁热过滤；控制温度38℃～60℃进行洗涤，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）令样品中NaClO2的物质的量x，
NaClO2～2I2～4S2O32-，
1mol 4mol
0.25x c mol•L-1×V×10-3L
则：x=c•V•10-3mol
故答案为：c•V•10-3mol．
点评 本题考查制备亚氯酸钠制备实验方案的设计与评价，题目难度中等，涉及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，理解实验原理是解题的关键，试题侧重考查学生的分析理解能力及灵活应用能力．
| A． | 酸性溶液中：Ca2+、Na+、PO43-、NO3- | |
| B． | 0.1 mol•L-1Na2S溶液中：Ag+、Fe3+、NO3-、Cl- | |
| C． | 无色溶液中：K+、H+、Cl-、MnO4- | |
| D． | 0.1 mol•L-1 NaOH溶液中：K+、Na+、SO42-、CO32- |
（1）已知①CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.5kJ•mol-1
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=-241.8kJ•mol-1
③H2O（g）═H2O（l）△H=-44kJ•mol-1
则工业上以CO2（g）、H2（g）为原料合成CH3OH（l），同时生成H2O（l）的热化学方程式为CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9kJ•mol-1．
（2）将CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（l）
已知在投料比n（CO2）：n（H2）=1：3的条件下，不同温度、不同压强时，CO2的转化率见表：
| 温度 转化率 压强 | 500K | 600K |
| P | 60% | b |
| 1.5P | a | 55% |
A．在恒温、恒容的密闭容器中，当反应混合气体的密度保持不变时反应达平衡状态
B．当v正（CO2）=3v逆（H2），反应达平衡状态
C．当n（CO2）：n（H2）=1：3时，反应达平衡状态
D．a＞60%
②上述反应的化学平衡常数的表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）．{c}^{6}（{H}_{2}）}$．
③该反应的△H＜0，原因是由表中数据可判断b＜55%，可得温度升高，反应物转化率降低，所以正反应放热．
④在压强为P、温度为500K、投料比n（CO2）：n（H2）=1：3的条件下，反应达平衡状态时H2的转化率为60%，混合气体中CO2的体积分数为$\frac{4}{19}$．
（3）以甲醇、空气、KOH溶液为原料可设计成燃料电池：放电时，负极的电极反应式为CH3OH-8e-+8OH-=CO32-+6H2O．
| A． | CH4O（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）；△H=-725.8kJ•mol-1 | |
| B． | 2CH4O（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）；△H=+1451.6kJ•mol-1 | |
| C． | 2CH4O（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）；△H=-22.68kJ•mol-1 | |
| D． | CH4O（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）；△H=-725.8kJ•mol-1 |
溴乙烷是一种重要的有机化工原料，其沸点为38.4℃．制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应，该反应的化学方程式是CH3CH2OH+HBr$→_{△}^{浓硫酸}$CH3CH2Br+H2O．
| A． | 摩尔质量就等于物质的式量 | |
| B． | 摩尔质量就是物质式量的6.02×1023倍 | |
| C． | HNO3的摩尔质量是63g | |
| D． | H2SO4和H3PO4的摩尔质量相等 |