Question

亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化劑、漂白劑。已知：NaClO2飽和溶液在溫度低于38oC時析出的晶體是NaClO2·3H2O，高于38oC時析出晶體是NaClO2，高于60oC時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下圖所示裝置制備亞氯酸鈉。裝置②反應容器為三頸燒瓶。

完成下列填空：

（1）組裝好儀器后，檢查整套裝置氣密性的操作是：??????????????????? 。

（2）裝置②中產生ClO2的化學方程式為 ??????????????????????????????? 。

裝置④中發生反應的離子方程式為????????????????????????????????? 。

（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，55oC蒸發結晶；②????? ；③????? ；④低于60oC干燥，得到成品。

（4）目前已開發出用電解法制取ClO2的新工藝。

①上圖是用石墨作電極，一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2的示意圖。則陽極產生C1O2的電極反應為 ????????????? 。

②電解一段時間，當陰極產生的氣體體積為112 mL(標準狀況)時，停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質的量為??? mol。

（5）準確稱取所得亞氯酸鈉樣品l0 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(ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+C1-)。將所得混合液配成250 mL待測溶液。配制待測液需用到的定量玻璃儀器是????? ；取25．00 mL待測液，用2．0mol·L-1Na2S2O3標準液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)，以淀粉溶液做指示劑，達到滴定終點時的現象為?????????? 。重復滴定2次，測得Na2S2O3溶液平均值為20．00 mL。該樣品中NaClO2的質量分數為???????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）關閉分液漏斗活塞，打開K1、K2，向①⑤中加水沒過干燥管下端，用酒精燈微熱三頸燒瓶，若①、⑤處有氣泡產生，停止加熱，一段時間后，①、⑤干燥管內形成一段穩定水注，說明整套裝置氣密性良好。（其他合理答案均得分）

（2）2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；2ClO2+H2O2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2↑；

（3）趁熱過濾；用38℃～60℃溫水洗滌；

（4）Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；0.01mol；

（5）溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色；90.5%。

【解析】

試題分析：（1）組裝好儀器后，檢查整套裝置氣密性的操作是：關閉分液漏斗活塞，打開K1、K2，向①⑤中加水沒過干燥管下端，用酒精燈微熱三頸燒瓶，若①、⑤處有氣泡產生，停止加熱，一段時間后，①、⑤干燥管內形成一段穩定水注，說明整套裝置氣密性良好。（其他合理答案均得分）（2）裝置②中產生ClO2的反應是氯酸鈉、亞硫酸鈉和濃硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化氯和水，化學方程式為：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；根據題意知，裝置④反應后獲得NaClO2晶體，即ClO2、NaOH和H2O2反應生成NaClO2、H2O和O2，離子方程式為2ClO2+H2O2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2↑；（3）從溶液中得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，答案為：趁熱過濾；用38℃～60℃溫水洗滌；（4）①根據題給裝置分析，電解池陽極反應為氯離子失電子生成ClO2，氯元素的化合價由—1價升高到+5價，結合原子守恒和電荷守恒寫出，電極反應式為：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+②電解池陰極為氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為2H++2e-=H2↑，氫氣的物質的量為0.005mol，則放電的氫離子為0.01mol，根據電中性原則通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子的物質的量為0.01mol；（5）根據題意知，配制250mL待測液需用到的定量玻璃儀器是250mL容量瓶；以淀粉溶液做指示劑，碘單質遇淀粉變藍色，反應結束時，碘反應完全，藍色褪去，達到滴定終點時的現象為當滴加最后一滴Na2S2O3標準液時，溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色；根據題給反應ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+C1-，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-得關系式：NaClO2——4S2O32-，設樣品中NaClO2的質量分數為x，則有：

NaClO2——4S2O32-

90.5g        4mol

10xg         2 mol?L-1×0.02L×10

解得x=90.5%。

考點：考查化學實驗基本操作、離子方程式的書寫、電化學原理及關系式法計算。