Question

【题目】新冠疫情期间使用大量的消毒剂，其中二氧化氯(ClO2)与亚氯酸钠(NaClO2)都具有强氧化性。两者作漂白剂时，不伤害织物；作饮用水消毒剂时，不残留异味。某研究性学习小组利用如下装置由二氧化氯制备NaClO2·3H2O，并探究其性质。

查阅资料：

①ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。

②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

回答下列问题：

(1)仪器a的名称_________。

(2)装置A中发生反应的化学方程式：________。

(3)如果撤去C装置中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是_______。

(4)若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤如下，请完成下列操作步骤③的内容。

①减压，55℃蒸发结晶； ②趁热过滤；③_________； ④低于60℃干燥，得到成品。

(5)写出装置C反应的离子方程式________。

(6)实验结束后，继续通入一段时间N2的目的是________。

(7)利用题中原理制备出NaClO2·3H2O晶体的试样，可以用“间接碘量法”测定试样(杂质与I-不发生反应)的纯度，过程如下：(已知：I2＋2＝＋2I-)取样品0.6000 g配制成250 mL溶液，从中取出25.0 mL加入足量KI固体和适量稀硫酸，再滴加几滴淀粉溶液，然后用0.0600 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，当出现________(填实验现象)，达到滴定终点，共消耗该标准溶液25.00 mL，经计算该试样中NaClO2·3H2O的百分含量为______(结果保留3位有效数字)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 2NaClO3 + H2SO4 + Na2SO3=== 2Na2SO4 + 2ClO2 ↑ + H2O NaClO3 、 NaCl 用38℃～60℃热水洗涤 2ClO2+H2O2+2OH-===2+2H2O+O2 将装置内残留的ClO2全部排出，提高产率 溶液由蓝色褪为无色，且30秒内不复原 90.3%

【解析】

由题中信息可知，A装置中制备二氧化氯气体，该气体经安全瓶B进入C装置，在碱性条件下二氧化氯被双氧水还原为亚氯酸钠，D装置为尾气处理装置。有关纯度的计算可以根据反应的关系式进行。

(1)由仪器a的构造可知其为分液漏斗。

(2)装置A中NaClO3、H2SO4、Na2SO3发生反应生成ClO2，该反应的化学方程式为2NaClO3+ H2SO4+ Na2SO3=== 2Na2SO4 + 2ClO2↑ + H2O。

(3)由题中信息可知，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去C装置中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是NaClO3 、 NaCl。

(4) 由题中信息可知，NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，因此，若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤如下：①减压，55℃蒸发结晶； ②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤（除去其中的可溶性杂质）； ④低于60℃干燥，得到成品。

(5)装置C 中，在碱性条件下二氧化氯被双氧水还原为亚氯酸钠，该反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-===2+2H2O+O2。

(6)实验结束后，装置内还有残留的ClO2，若不排出，则产品的产率会降低，因此继续通入一段时间N2的目的是：将装置内残留的ClO2全部排出，提高产率。

(7)取样品0.6000 g配制成250 mL溶液，从中取出25.0 mL加入足量KI固体和适量稀硫酸，碘离子被亚氯酸钠氧化为碘，再滴加几滴淀粉溶液作指示剂，溶液变蓝，然后用0.0600 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，反应完成后溶液的蓝色褪去，因此，当出现溶液由蓝色褪为无色，且30秒内不复原，达到滴定终点。若共消耗该标准溶液25.00 mL，由ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O、I2＋2＝＋2I-，可以得到关系式NaClO2·3H2O~2I2~4，则25.0 mL 样品溶液中，n(NaClO2·3H2O)=n(Na2S2O3)=25.0010-3L0.0600 mol/L=0.0000600mol，该试样中NaClO2·3H2O的百分含量为90.3%。