Question

【題目】鉍酸鈉(NaBiO3)是分析化學中的重要試劑，在水中緩慢分解，遇沸水或酸則迅速分解。某興趣小組設計實驗制取鉍酸鈉并探究其應用。回答下列問題：

Ⅰ．制取鉍酸鈉

制取裝置如圖(加熱和夾持儀器已略去)，部分物質性質如下：

物質	NaBiO3	Bi(OH)3
性質	不溶于冷水，淺黃色	難溶于水；白色

(1)裝MnO2的儀器名稱是_____________，B裝置用于除去HCl，盛放的試劑是________________；

(2)C中盛放Bi(OH)3與NaOH混合物，與Cl2反應生成NaBiO3，反應的離子方程式為_____；

(3)當觀察到_____(填現(xiàn)象)時，可以初步判斷 C 中反應已經(jīng)完成；

(4)拆除裝置前必須先除去燒瓶中殘留Cl2以免污染空氣，除去Cl2的操作是_______。

(5)反應結束后，為從裝置C中獲得盡可能多的產(chǎn)品，需要的操作是____________，過濾、洗滌、干燥；

Ⅱ．產(chǎn)品純度的測定

(6)取上述NaBiO3產(chǎn)品w g，加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反應，再用 c mo1/L的H2C2O4標準溶液滴定生成的MnO4-(已知：H2C2O4+MnO4---CO2+Mn2++H2O，未配平)，當溶液紫紅色恰好褪去時，消耗V mL標準溶液。該產(chǎn)品的純度為 ______________(用含 w、c、V的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 飽和食鹽水 Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O C中白色固體消失，黃色不再加深 關閉K1、K3，打開K2 在冰水中冷卻結晶 %

【解析】

在A中MnO2與濃鹽酸反應制取氯氣，濃鹽酸具有揮發(fā)性導致生成的氯氣中含有HCl，在裝置B中可根據(jù)HCl極易溶于飽和食鹽水且飽和食鹽水能抑制氯氣在溶液中的溶解，在C中盛放Bi(OH)3與NaOH混合物，與通入的Cl2反應生成NaBiO3，氯氣有毒不能直接排放，但是能和NaOH反應而消除其污染，所以D裝置是尾氣處理。

(1)根據(jù)裝置圖可知裝MnO2的儀器名稱是三頸燒瓶，濃鹽酸具有揮發(fā)性導致生成的氯氣中含有HCl，HCl極易溶于水，但是氯氣不易溶于飽和氯化鈉溶液，所以B裝置盛有飽和食鹽水以除去雜質HCl；

(2)NaBiO3是為數(shù)不多的鈉鹽沉淀之一，C中盛放的Bi(OH)3與NaOH混合物，與Cl2發(fā)生反應產(chǎn)生NaBiO3，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得反應的離子方程式為：Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O；

(3)C中原來盛放Bi(OH)3與是白色難溶于水固體，生成物為不溶于冷水的，淺黃色的NaBiO3，所以當觀察到C中白色固體消失，黃色不再加深時就可初步判斷C中反應已經(jīng)完成；

(4)氯氣有毒不能直接排放，但是能和NaOH反應而消除其污染，所以要讓A中NaOH溶液滴下來，吸收氯氣，故除去Cl2的操作是關閉K1、K3，打開K2；

(5)想要獲得純凈NaBiO3，首先要將讓其結晶析出，然后將沉淀過濾出來，再進行洗滌、干燥才可以得到純凈的NaBiO3，由于NaBiO3不易溶于冷水，所以需要的操作有：在冰水中冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；

(6)NaBiO3具有強的氧化性，能夠將Mn2+氧化為紫紅色的MnO4-，反應的離子方程式為：5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O，反應產(chǎn)生的MnO4-會將H2C2O4氧化為CO2氣體，反應方程式為5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，可得關系式5NaBiO3～2MnO4-～5H2C2O4，根據(jù)關系式可得1 mol NaBiO3完全反應消耗1 mol H2C2O4，即280 g NaBiO3完全反應消耗1 mol H2C2O4，由于反應消耗草酸的物質的量為n(H2C2O4)=c mol/L×V×10-3 L=cV×10-3 mol，所以NaBiO3的質量為m(NaBiO3)=n·M= cV×10-3 mol×280 g/mol=0.28cV g，所以該產(chǎn)品的純度為×100%=%。