Question

NaCl和NaClO在酸性條件下可發(fā)生反應(yīng)：ClO^－+Cl^－+2H⁺ = Cl₂↑+H₂O，某學(xué)習(xí)小組擬研究消毒液(主要成分為NaCl和NaClO)的變質(zhì)情況。

（1）此消毒液中NaClO可吸收空氣中的CO₂生成NaHCO₃和HClO而變質(zhì)。寫出化學(xué)反應(yīng)方程式                                                                  。

（2）取適量消毒液放在試管中，加入足量一定濃度的硫酸，有氣體放出。通過以下裝置檢驗(yàn)氣體的成分可以判斷消毒液是否變質(zhì)。

限選試劑：98%濃硫酸、1%品紅溶液、1.0 mol·L^－1 KI-淀粉溶液、1.0 mol·L^－1NaOH、澄清石灰水、飽和NaCl溶液

請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)方案。

所加試劑	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
試管A中加足量①           ； 試管B中加1%品紅溶液； 試管C中加②               。	若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不退色，C中溶液變渾濁。則消毒液部分變質(zhì)； ③                           則消毒液未變質(zhì)； ④                         則消毒液完全變質(zhì)。

 

（3）用滴定法測定消毒液中NaClO的濃度。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①量取 25.00mL消毒液放入錐形瓶中，加入過量的a mol·L^－1 Na₂SO₃溶液b mL；

②滴定分析。將c mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液裝入            （填酸式或堿式）滴定管中；KMnO₄和剩余的Na₂SO₃發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)溶液由無色變成淺紅色，且保持半分鐘內(nèi)紅色不退時(shí)，停止滴定，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定實(shí)驗(yàn)2次，平均消耗酸性KMnO₄溶液v mL；

滴定過程中涉及的反應(yīng)有：NaClO + Na₂SO₃ = NaCl + Na₂SO₄ ；

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃+ 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O

③計(jì)算。消毒液中NaClO的濃度為         mol·L^－1（用含a、b、c、v的代數(shù)式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（16分）

（1）NaClO+CO₂+H₂O==NaHCO₃+HClO  （3分）

（2）(共8分)

所加試劑	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
① 1.0mol/L KI-淀粉溶液（2分） ② 澄清石灰水（2分）	③若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不褪色(無變化)，C中溶液不變渾濁(無變化)，則消毒液未變質(zhì)（2分） ④若A中溶液不變藍(lán)色(無變化)，B中溶液不褪色(無變化)，C中溶液變渾濁則消毒液完全變質(zhì)（2分）

 

（3）②酸式 （2分）

③（2ab – 5cv）/ 50 （3分）

【解析】

試題分析：（1）依題意，主要反應(yīng)物為NaClO和CO₂，產(chǎn)物為NaHCO₃和HClO，不存在元素化合價(jià)變化，根據(jù)觀察法配平可得：NaClO+CO₂+H₂O==NaHCO₃+HClO；（2）消毒液中加入足量稀硫酸時(shí)，可能發(fā)生的反應(yīng)為ClO^－+Cl^－+2H⁺=Cl₂↑+H₂O、HCO₃^－+H⁺=CO₂↑+H₂O，則放出的氣體可能含有氯氣、二氧化碳；①A中溶液變藍(lán)，由此推斷試管A中加入的是足量1.0mol/LKI—淀粉溶液，因?yàn)槁葰馀cKI能發(fā)生置換反應(yīng)，淀粉遇置換出的單質(zhì)碘變藍(lán)；B中品紅溶液不褪色，說明氯氣完全被A中溶液消耗；②C中變渾濁，說明氣體中一定有二氧化碳?xì)怏w，試管C中加入足量澄清石灰水，因?yàn)槎�氧化碳與氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水；③根據(jù)已知現(xiàn)象和結(jié)論推斷，若A中溶液變藍(lán)色，B中溶液不褪色，C中溶液不變渾濁，則消毒液未變質(zhì)；④若A中溶液不變藍(lán)色，B中溶液不褪色，C中溶液變渾濁，則消毒液完全變質(zhì)；（3）①②酸性高錳酸鉀溶液顯酸性，因此應(yīng)該裝入酸式滴定管中；依題意，由于n=c•V，則亞硫酸鈉總的物質(zhì)的量為ab×10^—3mol，每次滴定消耗的高錳酸鉀為 cv×10^—3mol；由于2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+3H₂O中各物質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則被高錳酸鉀氧化的亞硫酸鈉為5cv/2×10^—3mol；被次氯酸鈉氧化的亞硫酸鈉為（ab×10^—3—5cv/2×10^—3）mol，由于NaClO+Na₂SO₃=NaCl+Na₂SO₄中各物質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則次氯酸鈉為（ab×10^—3—5cv/2×10^—3）mol；由于c=n/V、V=0.025L，則次氯酸鈉的物質(zhì)的量濃度為（ab×10^—3—5cv/2×10^—3）mol÷0.025L =(2ab – 5cv)/ 50mol/L。

考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和測定樣品純度的化學(xué)計(jì)算，涉及次氯酸鈉溶液與二氧化碳的反應(yīng)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究次氯酸鈉溶液是否變質(zhì)、滴定管的選擇、測定次氯酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用等。