Question

8．某化學興趣小組同學展開對漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂）的研究．
實驗Ⅰ：制取NaClO₂晶體
已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出晶體的是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．Ba（ClO）₂可溶于水．
利用如圖所示裝置進行實驗．

（1）裝置③的作用是防止倒吸．
（2）裝置②中產生ClO₂的化學方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O．
（3）從裝置④反應后的溶液獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：
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）設計實驗檢驗所得NaClO₂晶體是否含有雜質Na₂SO₄，操作與現象是：取少量晶體溶于蒸餾水，滴加幾滴BaCl₂溶液，若有白色沉淀出現，則含有Na₂SO₄，若無白色沉淀出現，則不含Na₂SO₄．
實驗Ⅱ：測定某亞氯酸鈉樣品的純度．
設計如下實驗方案，并進行實驗：
①準確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g于燒杯中，加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體，再滴入適量的稀硫酸，充分反應（已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-）．將所得混合液配成100mL待測溶液．
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準液滴定，至滴定終點．重復2次，測得消耗標準溶液的體積的平均值為V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
（5）滴定中使用的指示劑是淀粉溶液，達到滴定終點時的現象為滴加最后一滴Na₂S₂O₃標準液時溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色．
（6）樣品中NaClO₂的質量分數為$\frac{9.05cV}{m}$%（用含m、c、V的代數式表示，式量：NaClO₂-90.5）．

Answer 1

分析 （1）裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產生倒吸；
（2）亞硫酸鈉具有還原性，在反應中作還原劑，生成硫酸鈉，結合原子守恒可知，還有水生成，然后配平書寫方程式；
（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）根據SO₄^2-的檢驗方法來分析；
（5）有碘單質參和生成的反應，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應是Na₂S₂O₃標準液滴定碘，終點溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色；
（6）根據關系式NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-進行計算．

解答 解：（1）裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產生倒吸，故答案為：防止倒吸；
（2）氯酸鈉在酸性溶液中氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，本身被還原為二氧化氯，反應的化學方程式應為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（3）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：用38℃～60℃熱水洗滌；
（4）SO₄^2-的檢驗用氯化鋇溶液，取少量晶體溶于蒸餾水，然后滴加幾滴BaCl₂溶液，若有白色沉淀出現，則含有Na₂SO₄，若無白色沉淀出現，則不含Na₂SO₄；
故答案為：滴加幾滴BaCl₂溶液，若有白色沉淀出現，則含有Na₂SO₄，若無白色沉淀出現，則不含Na₂SO₄；
（5）碘遇淀粉變藍色，反應結束時，碘反應完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標準液時溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色，說明到達滴定終點，
故答案為：淀粉溶液；滴加最后一滴Na₂S₂O₃標準液時溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色；
（6）設樣品中NaClO₂的質量分數為a，則：
     NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-
     90.5g        4mol
     mag    cmol•L^-1×V×10^-3L×$\frac{100mL}{25mL}$
解得：a=$\frac{9.05×1{0}^{-2}cV}{m}$=$\frac{9.05cV}{m}$%；
故答案為：$\frac{9.05cV}{m}$%．

點評 本題考查物質制備方案的設計，題目難度中等，理解制備原理是解題的關鍵，同時考查學生分析問題、解決問題的能力，注意掌握氧化還原反應滴定中利用關系式進行的計算的方法．