Question

【題目】ClO2是一種優良的消毒劑，濃度過高時易發生分解，常將其制成NaClO2固體，以便運輸和貯存。過氧化氫法制備NaClO2固體的實驗裝置如圖所示。請回答：

已知：①2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

②ClO2熔點-59℃、沸點11℃；H2O2沸點150℃

（1）NaClO2中氯元素的化合價是__。

（2）儀器A的作用是__。

（3）寫出制備NaClO2固體的化學方程式：__。冰水浴冷卻的目的是__(寫兩種)。

（4）空氣流速過快或過慢，均降低NaClO2產率，試解釋其原因__。

（5）Clˉ存在時會催化ClO2的生成。反應開始時在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，ClO2的生成速率大大提高，并產生微量氯氣。該過程可能經兩步反應完成，將其補充完整：

①__(用離子方程式表示)，②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。

（6）為了測定NaClO2粗品的純度，取上述粗產品10.0g溶于水配成1L溶液，取出10mL，溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反應（NaClO2被還原為Cl-，雜質不參加反應），該反應過程中氧化劑與還原劑的物質的量之比為__，加入2～3滴淀粉溶液，用0.20molL-1Na2S2O3標準液滴定，達到滴定達終點時用去標準液20.00mL，試計算NaClO2粗品的純度__。（提示：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI）

Answer 1

【答案】+3 防止倒吸 2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 減少雙氧水分解、提高ClO2的溶解度 空氣流速過快ClO2反應不充分，空氣流速過慢ClO2濃度過高易發生分解 2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O 1∶4 90.5%

【解析】

(1)根據化合物中化合價的代數和為0可求得，NaClO2中氯元素的化合價為+3價，故答案為：+3；

(2)A為安全瓶，作用是防倒吸，故答案為：防止倒吸；

(3)根據題干信息可知，制備NaClO2固體時，冰水浴瓶內發生反應：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，H2O2受熱易分解，ClO2的沸點低，降低溫度可以減少雙氧水的分解、增加ClO2的溶解度，從而提高產率等，故答案為：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O；減少雙氧水分解、提高ClO2的溶解度；

(4)鼓入空氣的作用是將ClO2趕入氫氧化鈉和雙氧水的混合液中反應，空氣流速過慢，ClO2不能被及時一走，濃度過高導致分解；空氣流速過快，ClO2不能被充分吸收，故答案為：空氣流速過快ClO2反應不充分，空氣流速過慢ClO2濃度過高易發生分解；

(5)根據信息可以確定反應①的反應物為ClO3-和Cl-，產物ClO2和Cl2，根據得失電子守恒配平方程式為2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O，故答案為：2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O；

(6)NaClO2和KI反應生成的產物為I2和Cl-，離子方程式為：4H++ClO2-+4I-===2I2+Cl-+2H2O，其中氧化劑為ClO2-，還原劑為I-，氧化劑和還原劑的物質的量之比為：1:4，結合方程式2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可得關系式NaClO2~4Na2S2O3，則10mL樣品溶液中，n(NaClO2)= n(Na2S2O3)= ×0.2mol/L×0.02L=0.001mol，所以1L溶液中n(NaClO2)=0.1mol，m (NaClO2)=9.05g，則NaClO2粗品的純度為，故答案為：1:4；90.5%。