Question

5．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，常用于水的消毒以及紡織高漂白．過氧化氫法生產亞氯酸鈉的流程圖如下：

已知NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結晶析出NaClO₂•3H₂O且NaClO₂在堿性條件下穩定性較高．試回答下列問題：
（1）在ClO₂發生器中同時有氯氣產生，則在發生器中發生反應的化學方程式為2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
（2）在NaClO₂穩定裝置中，H₂O₂作B（選填序號）．
A．氧化劑                B．還原劑
C．既作氧化劑又作還原劑    D．既不作氧化劑也不作還原劑
（3）在實驗室模擬“固體分離裝置”中的技術，必須進行的實驗操作是BEA（按實驗先后順序填寫操作代號）．
A．過濾  B．加熱蒸發  C．分液  D．蒸餾  E．冷卻
（4）經查閱資料知道：當pH≤2.0時，ClO₂^-能被I^-完全還原成Cl^-；溶液中Na₂S₂O₃能與I₂反應：2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．欲測定成品中NaClO₂的含量，現進行如下操作：

步驟Ⅰ	稱取樣品Wg配成溶液置于錐形瓶中，并調節pH≤2.0
步驟Ⅱ	向錐形瓶中加入足量KI晶體，充分攪拌，并加入少量指示劑
步驟Ⅲ	用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定

①步驟Ⅱ中發生反應的離子方程式是ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，步驟Ⅲ中達到滴定終點時的現象是滴入最后一滴標準溶液，溶液由藍色變化為無色且半分鐘不變化．
②若上述滴定操作中用去了VmL Na₂S₂O₃溶液，則樣品中NaClO₂的質量分數$\frac{9.05×1{0}^{-2}VC}{4W}$×100%（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）NaClO₃和HCl反應，生成ClO₂，可以寫出方程式，并用化合價升降法配平得到；
（2）在NaClO₂穩定裝置中，加入過氧化氫是還原高價的氯的化合物得到NaClO₂；
（3）溶液中得到溶質固體的方法是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到；
（4）①步驟Ⅱ中發生反應是酸性溶液中ClO₂^-能被I^-完全還原成Cl^-，碘離子被氧化為碘單質，溶液中Na₂S₂O₃能與I₂反應：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．溶液顏色藍色變化為無色分析判斷反應終點；
②依據ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆，反應的定量關系計算得到樣品中NaClO₂的質量分數．

解答 解：（1）2NaClO₃+和鹽酸發生歧化反應，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化學方程式為：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；
（2）適當條件下可結晶析出NaClO₃•3H₂O，在NaClO₂穩定裝置中，H₂O₂作還原劑，還原NaClO₃為NaClO₂，
故答案為：B；
（3）在實驗室模擬“固體分離裝置”中的技術，必須進行的實驗操作是溶液中得到溶質固體的方法是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌，
故答案為：BEA；
（4）①步驟Ⅱ中發生反應是酸性溶液中ClO₂^-能被I^-完全還原成Cl^-，碘離子被氧化為碘單質，離子方程式為：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，溶液中Na₂S₂O₃能與I₂反應：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．溶液顏色藍色變化為無色分析判斷反應終點，滴入最后一滴標準溶液，溶液由藍色變化為無色且半分鐘不變化，
故答案為：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，滴入最后一滴標準溶液，溶液由藍色變化為無色且半分鐘不變化；
②依據ClO₂^-+4H⁺+4I^-=2I₂+Cl^-+2H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆，反應的定量關系計算得到，設NaClO₂，
ClO₂^-～2I₂～4Na₂S₂O₃
1           4
x       cV×10^-3mol
x=$\frac{cV×1{0}^{-3}}{4}$mol，
樣品中NaClO₂的質量分數=$\frac{\frac{cV×1{0}^{-3}}{4}mol×90.5g/mol}{Wg}$×100%=$\frac{9.05×1{0}^{-2}VC}{4W}$×100%，
故答案為：$\frac{9.05×1{0}^{-2}VC}{4W}$×100%．

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，難度較大．