Question

（14分）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。
利用下圖所示裝置進行實驗。

（1）裝置①的作用是                     裝置③的作用是                     。
（2）裝置②中產生ClO₂的化學方程式為                        。
（3）從裝置④反應后的溶液獲得晶體NaClO₂的操作步驟為：
①減壓，55℃蒸發結晶；②趁熱過濾；③           ；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，                                                     。
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      ，達到滴定終點時的現象為                。
（6） 樣品中NaClO₂的質量分數為     （用含m、c、V的代數式表示，式量：NaClO₂  90.5）。

Answer 1

（1）吸收多余的ClO₂氣體，防止污染環境(1分)     
防止倒吸(或作安全瓶等其它正確說法) (1分)
（2）2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄(濃)==2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O(2分)
（3）用38℃～60℃的溫水洗滌(2分，僅寫“洗滌”給1分)
（4）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。 (2分，答一方面扣1分)
（5）淀粉溶液（1分）；溶液由藍色變為無色且半分鐘不變色  (2分，“半分鐘”不寫扣1)
（6） 或  (3分)

解析試題分析：（1）裝置中有未反應的ClO₂，裝置①可以吸收未反應的ClO₂，防止逸出污染空氣；裝置④中氣體反應，裝置內壓強降低，裝置③防止倒吸。
（2）裝置②中產生ClO₂的反應是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，反應的化學方程式為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O。
（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。
（4）利用SO₄²?與Ba²⁺的反應檢驗所得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。
（5）碘遇淀粉變藍色，所以指示劑為：淀粉溶液；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。
（6）令樣品中NaClO₂的質量分數為x，則：NaClO₂～2I₂～4S₂O₃^2-
90.5g          4mol
mxg          c mol?L^-1×V×10^-3L×
所以90.5g：mxg=4mol：c mol?L^-1×V×10^-3L×，解得x=或 。
考點：本題考查物質的制備、實驗方案的設計與評價、氧化還原反應滴定。