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【题目】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晶体按如下图装置进行制取。

已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO23H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3NaCl。

(1)已知装置B中的产物有ClO2气体,则装置B中反应的化学方程式为___________装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为________________________

(2)装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO2、ClO3、Cl、ClO、OH外还肯定含有的一种阴离子是________________;检验该离子的方法是________________________

(3)请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤。

①减压,55℃蒸发结晶;②__________③用38~60℃热水洗涤;④低于60℃干燥;得到成品。

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

实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定

(5)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 molL1 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

①用Na2S2O3标准溶液滴定时,应将Na2S2O3标准溶液注入________(”)中。

②观察Na2S2O3标准溶液滴定管读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则结果会导致待测溶液浓度测定值___________(选填偏大”“偏小无影响”)。

(已知:I2+2S2O32=2I+S4O62)。请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为________

【答案】2NaClO3 +Na2SO3 + H2SO4= 2 ClO2↑+2Na2SO4+ H2O 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 SO42 取少量反应后的溶液于试管中,先加足量的盐酸,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明含有SO42 趁热过滤 NaClO3NaCl 偏小 cV103mol

【解析】

装置B中制备得到ClO2,所以B中反应为NaClO3Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2Na2SO4,装置C为安全瓶,装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体,装置D中生成NaClO2Cl元素的化合价降低,双氧水应表现还原性,有氧气生成,装置E为吸收多余的气体,防止污染空气,装置A是吸收B中剩余气体。

(1)装置B中的产物有ClO2气体,则氯酸钠被还原,所以亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,方程式为2NaClO3 +Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;装置D中二氧化氯、氢氧化钠、过氧化氢反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2答案为:2NaClO3 +Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2

(2)B中生成二氧化氯,则氯酸钠被还原,所以亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,且B中还加了浓硫酸,所以D反应后的溶液中阴离子除了ClO2、ClO3、Cl、ClO、OH外还肯定含有的一种阴离子是SO42-;检验该离子的方法是取少量反应后的溶液,先加足量的盐酸,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明含有SO42﹣;答案为:SO42﹣取少量反应后的溶液于试管中,先加足量的盐酸,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明含有SO42﹣

(3)根据题中信息可知,NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO23H2O,,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解,故应趁热过滤,答案为:趁热过滤;

4)使用冷水浴,说明D中的反应是放热反应。如果撤去D中的冷水浴,温度可能会高于60℃则NaClO2分解成NaClO3NaCl,可能导致产品中混有的杂质是NaClO3NaCl;答案为:NaClO3NaCl

(5)①Na2S2O3溶液,因水解显碱性,则用碱式滴定管,使用甲装置;②若滴定前仰视,读数偏大;滴定后俯视,读数偏小,两次读数使标准液的实际体积大于读数体积,导致待测液浓度偏小;③I2+2S2O32=2I+S4O62,n(S2O32)=cmol/LV mL=2n(I2)=4n(ClO2),则25mL溶液中含有n(NaClO2)=cV10-3mol,100mL溶液含有n(NaClO2)=cV10-3mol;答案为:甲;偏小;cV10-3mol;

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(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:

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(2)通入足量SO2时,装置C中观察到的现象为___________________________________

(3)根据以上现象,该小组同学认为SO2 FeCl3溶液发生氧化还原反应。

①写出SO2FeCl3溶液反应的离子方程式____________________________________

②请设计实验方案检验有Fe2+ 生成___________________________________________

③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了SO42 -该做法____(填合理不合理),理由是__________

(4)D装置中倒置漏斗的作用是_________________________________________________

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