Question

某消毒液的主要成分为NaCl和NaClO，在空气中易吸收CO₂而变质，且NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应：ClO^- + Cl^- + 2H⁺ = Cl₂↑+ H₂O。某学习小组拟探究该消毒液的变质情况。

（1）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。通过下列装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。

学习小组研究后认为变质情况可能有三种：甲：部分变质；乙：未变质；丙：      。

为了验证可能为甲，请完成下列实验方案。限选试剂：

①98%的浓硫酸  ②1%的品红溶液  ③1.0 mol·L^-1 的KI－淀粉溶液  ④1.0 mol·L^-1 的NaOH溶液  ⑤澄清石灰水  ⑥饱和NaCl溶液

所加试剂	预期现象和结论
试管A中加足量     （填序号）； 试管B中加1%品红溶液； 试管C中加     （填序号）。	若___                       ___，            则甲成立。

 

（2）用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度（滴定过程涉及的反应有：NaClO + Na₂SO₃ = NaCl + Na₂SO₄ ；2KMnO₄ + 5Na₂SO₃+ 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O）。实验步骤如下：

①量取25.00 mL消毒液放入锥形瓶中，加入过量的a mol·L^-1 Na₂SO₃溶液v₁ mL；

②在使用滴定管之前首先进行的操作是____；将b mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液装入     中；滴定，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褪时，停止滴定，记录数据。

③重复滴定操作2次，平均消耗酸性KMnO₄溶液v₂ mL。则消毒液中NaClO的浓度为      mol·L^-1（用含a、b、v₁、v₂的代数式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）全部变质（2分）；

③（2分） ⑤（2分）

A中溶液变蓝色，B中溶液不褪色， C中溶液变浑浊（2分）

 

（2）检查滴定管是否漏液（或检漏）（2分）；②酸式（2分）；③（av_1-5/2bv₂）×1/25   (3分)

【解析】

试题分析：（1）变质情况可能有三种：甲：部分变质；乙：未变质；因此第三种情况丙就应该是全部变质。

（2）根据已知的信息可知，要检验是否变质，则需要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，据此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作用是检验氯气是否除尽；装置C检验二氧化碳，用过量澄清石灰水即可。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。

（3）②在使用滴定管之前首先进行的操作是检查滴定管是否漏液（或检漏）；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。

③25.00mL消毒液需要酸性KMnO₄溶液体积为v₂mL，KMnO₄的物质的量为v₂×10^-3L×bmol/L＝v₂×b×10^-3mol。根据反应的方程式可得出关系式5Na₂SO₃～2KMnO₄，据此可知25.00mL溶液未反应n(Na₂SO₃)＝2.5×v₂×b×10^-3mol。25mL溶液中加入的总的n(Na₂SO₃)＝v₁×10^-3L×a mol/L＝v₁×a×10^-3mol，参加反应的亚硫酸钠为v₁×a×10^-3mol－2.5×v₂×b×10^-3mol＝（v₁a－2.5 v₂b）×10^-3mol，根据关系式NaClO～Na₂SO₃可知，25mL溶液中n（NaClO）＝（v₁a－2.5 v₂b）×10^-3mol，所以消毒液中NaClO的浓度为＝＝（av₁－5/2bv₂）×1/25。

考点：考查物质的检验、仪器的选择、实验方案设计与评价以及物质的量浓度的有关计算等