Question

【题目】次氯酸钠是常见的消毒剂，实验室可用以下两种方法来制取次氯酸钠溶液：

方法一：向装有NaOH的溶液中通入氯气（装置如图所示）；

方法二：向Na2CO3溶液中加入Ca(ClO)2，反应后过滤。

（1）写出方法一所发生反应的离子方程式___。

（2）NaOH溶液和氯气的反应为放热反应，随着温度的升高，会有副反应发生。为防止副反应的发生，可以采取的方法是___。

（3）方法二与方法一相比，优点除无副反应发生外，还有___、___。

（4）某次氯酸钠粗产品中混有的杂质为NaClO3，为测定粗产品中NaClO的质量分数，现进行如下实验：称取0.6173g样品于锥形瓶中，加水使样品完全溶解，向溶液中加入适量硫酸酸化，接着加入40mL0.5000mol·L－1的FeSO4溶液（过量），充分反应。再向锥形瓶中滴加0.0200mol·L－1的KMnO4溶液，恰好完全反应时消耗KMnO4溶液体积28.00mL。请计算样品中NaClO的质量分数（写出计算过程）。___

已知实验过程中发生的反应如下：

H＋＋ClO－＋Fe2＋→Cl－＋Fe3＋＋H2O

H＋＋ClO3-＋Fe2＋→Cl－＋Fe3＋＋H2O

H＋＋MnO4-＋Fe2＋→Mn2＋＋Fe3＋＋H2O（以上反应均未配平）

Answer 1

【答案】Cl2＋2OH－＝ClO－＋Cl－＋H2O 将烧杯置于冰水浴中（或缓慢通入Cl2） 不使用有毒物质，不会污染空气 不含杂质（或杂质少） 96.55%

【解析】

（1）方法一为向装有NaOH的溶液中通入氯气，氯气和氢氧化钠反应生成氯离子和次氯酸跟，离子方程式为：Cl2＋2OH－＝ClO－＋Cl－＋H2O；

（2）要减少副反应的发生就是要降低反应体系的温度，方法有缓慢滴加盐酸、将装置C置于冰水中；

（3）方法二向Na2CO3溶液中加入Ca(ClO)2，没有使用有毒气体氯气，不会污染空气，并且生成物除次氯酸钠还有碳酸钙沉淀，容易出去，杂质少；

（4）消耗KMnO4物质的量：0.0200mol·L－1×0.028L=0.00056mol，由得失电子守恒可知与高锰酸钾反应的Fe2＋物质的量：0.00056mol×5=0.0028mol，总物质的量：0.5000mol·L－1×0.04L=0.02mol，与样品反应的Fe2＋总物质的量,0.02mol-0.0028mol=0.0172mol，极限法讨论：0.6173g样品全为NaClO，2n（NaClO）=n（Fe2＋）=2×（0.6173g÷74.5g/mol）=0.01657mol，0.6173g样品全为NaClO3，6n（NaClO3）=n（Fe2＋）=6×（0.6173g÷106.5g/mol）=0.03478mol，0.6173g样品全为NaCl，不消耗Fe2＋，故样品中含的杂质为NaClO3，列方程得：74.5 n（NaClO）+106.5 n（NaClO3）=0.6173，2n（NaClO）+6 n（NaClO3）=0.0172，解方程可以求得n（NaClO）。

（1）方法一为向装有NaOH的溶液中通入氯气，氯气和氢氧化钠反应生成氯离子和次氯酸跟，离子方程式为：Cl2＋2OH－＝ClO－＋Cl－＋H2O；

（2）要减少副反应的发生就是要降低反应体系的温度，方法有缓慢滴加盐酸、将装置C置于冰水中；

（3）方法二向Na2CO3溶液中加入Ca(ClO)2，没有使用有毒气体氯气，不会污染空气，并且生成物除次氯酸钠还有碳酸钙沉淀，容易出去，杂质少，故答案为：不使用有毒物质，不会污染空气；

（4）消耗KMnO4物质的量：0.0200mol·L－1×0.028L=0.00056mol，由得失电子守恒可知与高锰酸钾反应的Fe2＋物质的量：0.00056mol×5=0.0028mol，总物质的量：0.5000mol·L－1×0.04L=0.02mol，与样品反应的Fe2＋总物质的量,0.02mol-0.0028mol=0.0172mol，极限法讨论：0.6173g样品全为NaClO，2n（NaClO）=n（Fe2＋）=2×（0.6173g÷74.5g/mol）=0.01657mol，0.6173g样品全为NaClO3，6n（NaClO3）=n（Fe2＋）=6×（0.6173g÷106.5g/mol）=0.03478mol，0.6173g样品全为NaCl，不消耗Fe2＋，故样品中含的杂质为NaClO3，列方程得：74.5 n（NaClO）+106.5 n（NaClO3）=0.6173，2n（NaClO）+6 n（NaClO3）=0.0172，解得n（NaClO）=0.008

W（NaClO）=（）×100%=96.55%；