Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種高效氧化劑、漂白劑．已知：NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO23H2O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO2，高于60℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl．利用如圖所示裝置制備亞氯酸鈉．

完成下列填空：

（1）裝置②中產(chǎn)生ClO2的化學(xué)方程式為______．裝置③的作用是______．

（2）從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟為：①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②______；③______；④低于60℃干燥，得到成品．（選擇合適的操作編號(hào)填空）

A．冷卻到室溫后，過濾 B．趁熱過濾 C．常溫洗滌

D．冰水洗滌 E．38～60℃的溫水洗滌

（3）準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品10g于燒杯中，加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體，再滴入適量的稀硫酸，充分反應(yīng)（ClO2﹣+4I﹣+4H+═2H2O+2I2+Cl﹣）．將所得混合液配成250mL待測溶液．配制待測液需用到的定量玻璃儀器是______；

（4）取25.00mL待測液，用2.0mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定（I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣），以淀粉溶液做指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為________________________________．重復(fù)滴定2～3次，測得所用Na2S2O3溶液體積的平均值為20.00mL．該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．

（5）Na2FeO4和ClO2在水處理過程中分別被還原為Fe3+和Cl﹣．如果以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率，那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序是　　　　　　＞　　　　　　＞　　　　　　．______（填化學(xué)式）

Answer 1

【答案】2NaClO3+ Na2SO3+ H2SO4→2ClO2+ 2Na2SO4+ H2O防止倒吸BE250mL容量瓶溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色90.5%ClO2> Cl2>Na2FeO4

【解析】

試題分析：

關(guān)于物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)題，圖中裝置②為制取ClO2的裝置，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會(huì)污染環(huán)境，所以需要尾氣吸收裝置，裝置①和⑤就是用氫氧化鈉溶液吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO2等尾氣；實(shí)驗(yàn)時(shí)關(guān)閉K1，②中發(fā)生反應(yīng)生成ClO2氣體，ClO2氣體經(jīng)過裝置③進(jìn)入裝置④反應(yīng)，故裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；ClO2氣體在裝置④與氫氧化鈉和雙氧水溶液發(fā)生反應(yīng)得到NaClO2溶液，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗劑、干燥等操作，得到晶體NaClO23H2O或晶體NaClO2。

（1）根據(jù)制取ClO2的反應(yīng)物：NaClO3、Na2SO3、H2SO4，Na2SO3具有還原性，在反應(yīng)中作還原劑，被氧化成Na2SO4，結(jié)合原子守恒可知，生成物中還有水，故化學(xué)方程式為：2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4=2ClO2 + 2Na2SO4 + H2O；裝置③為安全瓶，防止裝置②中氣體溫度降低而產(chǎn)生倒吸。

（2）因?yàn)镹aClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO2·3H2O，高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO2，高于60℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶體，需在38℃~60℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作，故操作為趁熱過濾；用38~60℃的溫水洗滌；答案為：B E

（3）配制250mL待測液需要用到的定量玻璃儀器是250mL容量瓶，注意要指明容量瓶的規(guī)格；答案為：250mL容量瓶

（4）有碘單質(zhì)參和生成的反應(yīng)，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應(yīng)是Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定碘溶液，到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色。

由已知可得反應(yīng)的關(guān)系式為：ClO2 ~ClO2－~2I2~4S2O32－，所以n(ClO2－)= n(S2O32－)= ×20×10-3 L×2.0mol/L=0.01mol，m(NaClO2)=0.01mol×90.5g/mol=9.05g ，該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.05g÷10g×100%=90.5%

（5）以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率，設(shè)三種消毒殺菌劑的質(zhì)量均為m，那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三種消毒殺菌劑的消毒效率分別為： 、 、 ，所以三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序?yàn)椋篊lO2>Cl2>Na2FeO4。