Question

11．NaClO₂用于棉、麻、粘膠纖維及織物的漂白．實驗室制備NaClO₂的裝置如圖所示：

（1）裝置I控制溫度在35～55℃，通入SO₂將NaClO₃還原為ClO₂（沸點：11℃），反應結束后通入適量的空氣，其目的是將ClO₂吹入到裝置Ⅱ進行反應．
（2）裝置Ⅱ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^-，還有少量ClO₃^-、Cl^-、ClO^-、OH^-，另外還可能含有的一種陰離子是SO₄^2-，用離子方程式表示該離子產生的原因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SO₄^2-．
（3）已知在NaClO₂飽和溶液中溫度低于38℃時析出晶體是NaClO₂•3H₂O，溫度高于38℃時析出晶體是NaClO₂，溫度高于60℃時NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl．請補充從裝置Ⅱ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）裝置Ⅲ中試劑X為NaOH溶液．

Answer 1

分析 根據實驗裝置圖，裝置Ⅰ中用二氧化硫還原氯酸鈉生成二氧化氯，裝置Ⅱ中用雙氧水在堿性條件下還原二氧化氯生成NaClO₂，裝置Ⅲ中用氫氧化鈉吸收尾氣，以防止污染空氣，
（1）裝置Ⅱ中反應生成NaClO₂，反應結束后通入適量的空氣，將ClO₂吹入到裝置Ⅱ進行反應；
（2）裝置Ⅱ中反應生成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；
裝置I中通入SO₂的不完全反應，在裝置Ⅱ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）裝置Ⅲ中的作用是吸收尾氣中可能存在的二氧化硫、ClO₂等，防止污染空氣，可以用氫氧化鈉溶液吸收；

解答 解：（1）裝置Ⅱ中反應生成NaClO₂，反應結束后通入適量的空氣，將ClO₂吹入到裝置Ⅱ進行反應，
故答案為：將ClO₂吹入到裝置Ⅱ進行反應；
（2）裝置Ⅱ中反應生成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；裝置I中通入SO₂的不完全反應，在裝置Ⅱ中被氧化生成硫酸，溶液中可能存在SO₄^2-；可以用氯化鋇溶液檢驗SO₄^2-，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SO₄^2-，
故答案為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；SO₄^2-；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SO₄^2-；
（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）裝置Ⅲ中的作用是吸收尾氣中可能存在的二氧化硫、ClO₂等，可以用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣，
故答案為：NaOH溶液．

點評 本題考查物質的制備、對信息的利用、對裝置的理解等，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．