综合题15.0分
化学

10.亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂。探究小组开展如下实验,回答下列问题:

实验Ⅰ:制取NaClO2晶体按图装置进行制取。

已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

(1)用50%双氧水配制30%的H2O2溶液,需要的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、烧杯外,还需要________(填仪器名称);

(2)装置C的作用是________________________;

(3)装置B内生成的ClO2气体与装置D中混合溶液反应生成NaClO2,生成NaClO2的反应方程式为________________________。

(4)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是________________;

(5)反应后,经以下步骤可从装置D的溶液获得NaClO2晶体。请补充完整操作iii。

i. 55℃蒸发结晶;

ii.趁热过滤;

iii. ________;

iv.低于60℃干燥,得到成品。

实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定

(6)上述实验制得的NaClO2晶体中含少量Na2SO4。产生Na2SO4最可能的原因是________;

a. B中有SO2气体产生,并有部分进入D装置内

b. B中浓硫酸挥发进入D中与NaOH中和

c. B中的硫酸钠进入到D装置内

(7)测定样品中NaClO2的纯度。测定时进行如下实验:

准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:ClO2+ 4I+4H+ =2H2O+2I2+Cl,将所得混合液稀释成100mL待测溶液。

取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I+S4O62-)。

①确认滴定终点的现象是________;

②所称取的样品中NaClO2的物质的量为________(用含cV的代数式表示)。

正确答案及相关解析

正确答案

(1)量筒

(2)防止D瓶溶液倒吸到B瓶中(或安全瓶)

(3)2ClO2 + 2NaOH + H2O2 = 2NaClO2 + O2 + 2H2O

(4)NaClO3和NaCl

(5)用45℃左右的热水洗涤3遍(热水温度高于38℃,低于60℃)

(6)a

(7)①滴到最后一滴,溶液蓝色恰好褪去且半分钟内不复原

②c•V•10-3mol

解析

(1)用50%双氧水配制30%的H2O2溶液,需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶体滴管,所以还需要量筒,故答案为:量筒;

(2)装置C的作用是安全瓶,防止D瓶溶液倒吸到B瓶中,故答案为:防止D瓶溶液倒吸到B瓶中(或安全瓶);

(3)装置B中制备得到ClO2,所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4,反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2 ClO2↑+2Na2SO4+H2O,二氧化氯和双氧水、氢氧化钠反应生成NaClO2,反应方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O,

故答案为:2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+

考查方向

本题主要考查亚氯酸钠制备实验的基本操作、亚氯酸钠的性质及中和滴定等知识,理解原理是解题的关键,同时考查学生分析问题、解决问题的能力,难点是流程图的分析,题目难度中等

解题思路

(1)根据仪器用途选取仪器;

(2)装置C的作用是安全瓶,有防倒吸作用;

(3)装置B中制备得到ClO2,所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4,二氧化氯和氢氧化钠反应生成NaClO2

(4)由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl;

(5)从装置D的溶液获得NaClO2晶体,需要蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥;

(6)B中可能发生Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2 被带入D中,SO2与H2O2 反应生成硫酸钠;

(7)①碘遇淀粉变蓝色,反应结束时,碘反应完全,滴加最后一滴Na2S2O3

易错点

(5)容易漏掉洗涤液温度的范围

知识点

海水资源及其综合利用