Question

NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，某学习小组拟研究消毒液（主要成分为NaCl和NaClO）的变质情况．
（1）此消毒液可吸收空气中的CO₂生成NaHCO₃而变质．写出化学反应方程式______．
（2）取适量消毒液放在试管中，加入足量一定浓度的硫酸，有气体放出．通过以下装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质．
限选试剂：98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0mol?L^-1 KI-淀粉溶液、1.0mol?L^-1NaOH、澄清石灰水、饱和NaCl溶液
请完成下列实验方案．

所加试剂	预期现象和结论
试管A中加足量①______； 试管B中加1%品红溶液； 试管C中加②______．	若A中溶液变蓝色，B中溶液不退色，C中溶液变浑浊．则消毒液部分变质； ③______则消毒液未变质； ④______则消毒液完全变质．

（3）用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度．实验步骤如下：
①量取25.00mL消毒液放入锥形瓶中，加入过量的a mol?L^-1Na₂SO₃溶液b mL；
②滴定分析．将c mol?L^-1的酸性KMnO₄溶液装入______（填酸式或碱式）滴定管中；KMnO₄和剩余的Na₂SO₃发生反应．当溶液由无色变成浅红色，且保持半分钟内红色不退时，停止滴定，记录数据．重复滴定实验2次，平均消耗酸性KMnO₄溶液v mL；
滴定过程中涉及的反应有：NaClO+Na₂SO₃=NaCl+Na₂SO₄；2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+3H₂O．
③计算．消毒液中NaClO的浓度为______mol?L^-1（用含a、b、c、v的代数式表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）碳酸的酸性比次氯酸强，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠与次氯酸；
（2）检验消毒液与硫酸反应生成的气体中是否含有氯气、二氧化碳，可以判断消毒液的变质情况．检验氯气用1.0mol/L的KI淀粉溶液，KI淀粉溶液变蓝，说明气体中含有氯气，检验二氧化碳用过澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳．注意氯气的存在会干扰二氧化碳的检验，故KI淀粉溶液除检验氯气外，还起除去氯气的作用，装置B用于检验氯气是否除尽；
（3）②酸性KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，应装入酸式滴定管中；
③根据酸性KMnO₄溶液体积，利用5Na₂SO₃～2KMnO₄计算剩余的亚硫酸钠，进而计算与次氯酸钠反应的亚硫酸钠，再根据NaClO～Na₂SO₃计算计算次氯酸钠的物质的量，利用c=计算消毒液中NaClO的浓度．
解答：解：（1）碳酸的酸性比次氯酸强，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠与次氯酸，反应方程式为NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO，
故答案为：NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO；
（2）检验消毒液与硫酸反应生成的气体中是否含有氯气、二氧化碳，可以判断消毒液的变质情况．
装置A作用是检验氯气，用1.0mol/L的KI淀粉溶液；装置B作用氯气是否除尽；装置C检验二氧化碳，用过澄清石灰水．
若A中溶液变蓝色，B中溶液不退色，C中溶液变浑浊，则消毒液部分变质；
若A中溶液变蓝色，B中溶液不退色（无变化），C中溶液不变浑浊（无变化），则消毒液未变质；
若A中溶液不变蓝色（无变化），B中溶液不退色（无变化），C中溶液变浑浊则消毒液完全变质；
故答案为：

所加试剂	预期现象和结论
①1.0mol/L K淀   粉溶液 ②澄清石灰水	③若A中溶液变蓝色，B中溶液不退色 （无变化），C中溶液不变浑浊（无变化），则 消毒液未变质 ④若A中溶液不变蓝色（无变化），B中溶 液不退色（无变化），C中溶液变浑浊则消 毒液完全变质

（3）②酸性KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，应装入酸式滴定管中，故答案为：酸式；
③25.00mL消毒液需要酸性KMnO₄溶液体积为v mL，KMnO₄的物质的量为v×10^-3L×c mol?L^-1=v×c×10^-3mol，根据关系式5Na₂SO₃～2KMnO₄可知25.00mL溶液未反应n（Na₂SO₃）=2.5×v×c×10^-3mol，25mL溶液中加入的总的n（Na₂SO₃）=b×10^-3L×a mol?L^-1=b×a×10^-3mol，参加反应的亚硫酸钠为b×a×10^-3mol-2.5×v×c×10^-3mol=（ab-2.5vc）×10^-3mol，根据关系式NaClO～Na₂SO₃可知，25mL溶液中n（NaClO）=（ab-2.5vc）×10^-3mol，所以消毒液中NaClO的浓度为==mol/L，故答案为：．
点评：本题考查元素化合物性质、对物质组成的探究设计、物质的检验、滴定的应用与计算等，难度中等，是对所学知识的综合应用，注意知识的掌握与理解，（3）中计算理清反应构成与滴定的原理是解题关键，计算需要学生具有良好的心理素质．