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15.亞氯酸鈉(NaClO2)是重要漂白劑,探究小組開展如下實驗,回答下列問題:
實驗Ⅰ:制取NaClO2晶體按如圖裝置進行制取.

已知:NaClO2飽和溶液在低于38℃時析出NaClO2•3H2O,高于38℃時析出NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl.
(1)裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中;
(2)已知裝置B中的產物有ClO2氣體,則裝置B中反應的方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;裝置D中反應生成NaClO2的化學方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;反應后的溶液中陰離子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外還可能含有的一種陰離子是SO42-,;檢驗該離子的方法是取少量反應后的溶液,先加足量的鹽酸,再加BaCl2溶液,若產生白色沉淀,則說明含有SO42-
(3)請補充從裝置D反應后的溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟.
①減壓,55℃蒸發結晶;②趁熱過濾;③用38℃~60℃熱水洗滌;④低于60℃干燥得到成品.
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能導致產品中混有的雜質是NaClO3和NaCl;
實驗Ⅱ:樣品雜質分析與純度測定
(5)測定樣品中NaClO2的純度.測定時進行如下實驗:
準確稱一定質量的樣品,加入適量蒸餾水和過量的KI晶體,在酸性條件下發生如下反應:ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-,將所得混合液稀釋成100mL待測溶液.取25.00mL待測溶液,加入淀粉溶液做指示劑,用c mol•L-1 Na2S2O3標準液滴定至終點,測得消耗標準溶液體積的平均值為V mL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).請計算所稱取的樣品中NaClO2的物質的量為c•V•10-3mol.

分析 (1)裝置D中發生氣體反應,裝置內壓強降低,裝置C的作用是安全瓶,防止D瓶溶液倒吸到B瓶中;
(2)裝置B中制備得到ClO2,所以B中反應為NaClO3和Na2SO3在濃H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4,裝置D反應后的溶液獲得NaClO2晶體,裝置D中生成NaClO2,Cl元素的化合價降低,雙氧水應表現還原性,有氧氣生成,結合原子守恒可知,還有水生成,配平書寫方程式;B制得的氣體中含有SO2,在裝置D中被氧化生成硫酸,可以用利用硫酸鋇是白色沉淀檢驗硫酸根;
(3)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發結晶、過濾、洗滌、干燥的方法,注意溫度控制;
(4)由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl;
(5)根據化學反應可得關系式:NaClO2~2I2~4S2O32-,令樣品中NaClO2的物質的量x,根據關系式計算.

解答 解:(1)裝置D中發生氣體反應,裝置內壓強降低,裝置C的作用是安全瓶,防止D瓶溶液倒吸到B瓶中,
故答案為:防止D瓶溶液倒吸到B瓶中;
(2)裝置B中制備得到ClO2,所以B中反應為NaClO3和Na2SO3在濃H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4,反應的方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2 ClO2↑+2Na2SO4+H2O,裝置D反應后的溶液獲得NaClO2晶體,裝置D中生成NaClO2,Cl元素的化合價降低,雙氧水應表現還原性,有氧氣生成,結合原子守恒可知,還有水生成,配平后方程式為:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,B制得的氣體中含有SO2,在裝置D中被氧化生成硫酸,溶液中可能存在SO42-,用氯化鋇溶液檢驗SO42-,具體操作:取少量反應后的溶液,先加足量的鹽酸,再加BaCl2溶液,若產生白色沉淀,則說明含有SO42-
故答案為:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;SO42-;取少量反應后的溶液,先加足量的鹽酸,再加BaCl2溶液,若產生白色沉淀,則說明含有SO42-
(3)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發結晶、過濾、洗滌、干燥的方法,為防止析出晶體NaClO2•3H2O,應趁熱過濾,由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃進行洗滌,低于60℃干燥,
故答案為:趁熱過濾;用38℃~60℃熱水洗滌;低于60℃干燥;
(4)由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl,所以如果撤去D中的冷水浴,可能導致產品中混有的雜質是NaClO3和NaCl,
故答案為:NaClO3和NaCl;
(5)令樣品中NaClO2的物質的量x,則:
NaClO2~2I2~4S2O32-
1mol          4mol
0.25x     c mol•L-1×V×10-3L      解得:x=c•V•10-3mol
故答案為:c•V•10-3mol.

點評 本題考查亞氯酸鈉制備實驗的基本操作、亞氯酸鈉的性質及中和滴定等知識,理解原理是解題的關鍵,同時考查學生分析問題、解決問題的能力,題目難度較大.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

16.已知:T℃溫度下,0.1mol/L HB酸溶液的pH=3.T℃溫度下,向0.1mol/L HB酸溶液中加入適當濃硫酸得到混合溶液R(滴入濃硫酸時忽略溶液體積的變化),若R溶液中c(SO42-)=0.05mol/L,則R溶液中c(B-)約為④(填序號)
①0.1mol/L ②0.01mol/L ③1×10-4 mol/L ④1×10-5 mol/L.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.某小組取一定質量的FeSO4固體,利用如圖裝置進行實驗.
已知:SO2熔點-72℃,沸點-10℃;SO3熔點16.8℃,沸點44.8℃.
實驗過程實驗現象
通入一段時間N2,加熱A中固體變為紅棕色,B中有白色沉淀,D試管中有無色液體
用帶有火星的木條靠近裝置D的導管口木條復燃
充分反應,停止加熱,冷卻后,取A中固體,加鹽酸固體溶解,溶液呈黃色
將③所得溶液滴入D試管中溶液變為淺綠色
(1)加熱前,先通入一段時間N2的目的是排除裝置內空氣,防止硫酸亞鐵被氧氣氧化.
(2)實驗③反應的離子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O.
(3)分解過程除產生使木條復燃的氣體外,僅由A中固體顏色變化推測,還一定有SO2氣體.依據是因為有Fe2O3生成,在FeSO4中只有+6價S元素有氧化性,能被還原.因此一定有SO2生成.
(4)實驗④反應的離子方程式是2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

3.某溫度下,在一個體積為2L的固定不變的密閉容器中充入0.3mol SO2和0.2mol O2,發生2SO2+O2?2SO3反應.幾分鐘后反應達到化學平衡狀態,測得容器中氣體壓強變為原來的90%,則該反應達到平衡時SO2的轉化率為33.3%.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

10.二氧化鋯是重要的耐高溫材料、陶瓷絕緣材料.以鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,還含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜貨)為原料制備二氧化鋯(ZrO2)的工藝流程如圖所示.
已知:①ZrO2能與燒堿反應生成可溶于水的Na2ZrO2,Na2ZrO2與酸反應生成ZrO2+
②部分離子在實驗條件下開始沉淀和完全沉淀時的pH如下表•
離子Fe3+AP+ZrO2+
開始沉淀pH1.93.36.2
完仝沉淀pH3.25.28.0
(l)經熔融后,鋯英砂中Zr元素以Na2ZrO3(寫化學式)形式存在,寫出酸浸時生成Al3+、Fe3+的離子方程式:Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O,AlO2-+4H+=Al3++2H2O
(2)濾渣I的主要成分的名稱為硅酸
(3)向過濾Ⅰ所得溶液中加氨水調pH=a,其目的是除去Fe3+、Al3+然后繼續加氨水至pH=b的范圍是b≥8.0
(4)向過濾Ⅲ所得溶液中加入CaCO2粉末并加熱,可得CO2和另一種氣體,該反應的離子方程式為2NH4++CaCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

20.氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體,由于具有令人滿意的仿金效果,越來越多地成為黃金的代替品.以TiCl4為原料,經過一系列反應(如圖1所示)可以制得Ti3N4和TiO2
圖1中的M是短周期金屬元素,M的部分電離如下表:
  I1I2I3 I4 I5
 電離能/KJ•mol-1 7381451 7733 10540 13630 
(1)M是Mg(填元素符號),該金屬晶體的堆積模型為六方最密堆積(填六方最密堆積或面心立方最密堆積)配位數為12.
(2)基態Ti3+中未成對電子數有1個,Ti的基態原子外圍電子排布式為4d25s2
(3)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑,納米TiO2催化的一個實例如圖2所示.化合物甲的分子式中采取sp2雜化的碳原子數為7,化合物乙中采取sp3方式雜化的原子對應的元素的電負性由大到小的順序為O>N>C.
(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl相似,如圖3所示.該晶體中與N原子距離相等且最近的N原子有12個,該晶體的化學式為TiN.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.納米級Cu2O是優良的催化劑和半導體材料,工業上常用下列方法制備Cu20.
(1)熱還原法:
加熱條件下,用液態肼( N2H4)還原新制的Cu( OH)2制備Cu20,同時放出N2.該反應的化學方程式為4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$N2↑+2Cu2O+6H2O.
(2)電解法:以氫氧燃料電池為電源,用電解法制備Cu20的裝置如圖所示.

①A的化學式為O2
②燃料電池中,OH-的移動方向為由左向右(填“由左向右”或“由右向左”);電解池中,陽極的電極反應式為2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O.
③電解一段時間后,欲使陰極室溶液恢復原來組成,應向其中補充一定量H2O(填化學式).
④制備過程中,可循環利用的物質為H2(填化學式).
(3)干法還原法
利用反應Cu+CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu2O也可制備Cu20.將反應后的均勻固體混合物(含有三種成分)等分為兩份,一份與足量H2充分反應后,固體質量減少6.4g;另一份恰好溶于500mL稀硝酸,生成標準狀況下4.48L NO,該稀硝酸的物質的量濃度為3.2mol•L-1

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

4.下列氣體的干燥和吸收方法正確的是(  )
A.氨氣可以用五氧化二磷干燥
B.氮氣和氫氣反應合成氨氣由于反應物轉化率較低,用水吸收該混合氣體中的氨氣不用防倒吸
C.濃硫酸不能干燥硫化氫氣體,應該用堿石灰
D.制得的氯氣中混有雜質氯化氫氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液吸收

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

5.粗鹽提純時,在溶解、過濾、蒸發各步實驗中都用到的儀器是玻璃棒.

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同步練習冊答案
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