Question

已知亞鋁酸鈉（NaClO₂）為白色粉末，易溶于水，NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂
?3H₂O，在38-60℃時(shí)析出的晶體是NaClO₂，高于60℃時(shí)NaClO₃和NaCl，某同學(xué)利用如圖所示裝置制備亞鋁酸鈉，并進(jìn)行一系列的探究．
（1）②中生成的氣體為ClO₂，是有強(qiáng)烈刺激性臭味的紅黃色有毒氣體，裝置①的作用是

 

，裝置③的作用是

 

．
（2）④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）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．
（4）簡述驗(yàn)證NaClO₂，熱不穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)方案：

 

．
（5）產(chǎn)品純度測(cè)定：
①準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品10.0g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(cè)溶液，配制待測(cè)液需用的定量玻璃儀器是

 

．
②取25.00mL待測(cè)液，用2.0mol?L^-1的Na₂S₂O₄標(biāo)準(zhǔn)液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₃^2-），以淀粉溶液作指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為

 

，重復(fù)滴定2次，測(cè)得消耗Na₂S₂O₂溶液的平均值為20.00mL，該樣品中Na₂ClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會(huì)污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂等尾氣．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）④中發(fā)生反應(yīng)為二氧化氯在堿性溶液中和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂，O₂和H₂O；
（3）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℃得到晶體，故操作為趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌；
（4）驗(yàn)證NaClO₂，熱不穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)方案可以是利用試劑檢驗(yàn)是否生成氯離子；
（5）①配制溶液的定量儀器是容量瓶，容量瓶要指明規(guī)格；
②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，終點(diǎn)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；
計(jì)算時(shí)一般找出關(guān)系式，由此進(jìn)行計(jì)算，關(guān)系式為ClO₂^---2I₂--4S₂O₃^2-，n（ClO₂^-）=

1

n（S₂O₃^2-）=

1

4

×20×10^-3×2=0.01mol，m（NaClO₂）=0.01×90.5=9.05g，計(jì)算得到樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答： 解：（1）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生污染性氣體，直接排放會(huì)污染環(huán)境，故需要尾氣處理，裝置①就是用堿吸收反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂等尾氣，當(dāng)關(guān)閉K₂時(shí)，打開K₁，可以吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，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，
故答案為：當(dāng)關(guān)閉K₂時(shí)，打開K₁，可以吸收反應(yīng)產(chǎn)生的剩余氣體，防止倒吸；
（2）④中發(fā)生反應(yīng)為二氧化氯在堿性溶液中和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂，O₂和H₂O；反應(yīng)的離子方程式為：2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；
故答案為：2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；
（3）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℃得到晶體，故操作為趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌，
故答案為：趁熱過濾；用38-60℃的溫水洗滌；
（4）驗(yàn)證NaClO₂，熱不穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)方案可以是利用試劑檢驗(yàn)是否生成氯離子，方案為：取少許NaClO₂樣品，對(duì)其加熱至60°C，一定時(shí)間后將固體溶于適量水中，滴加硝酸酸化的硝酸銀，若生成白色沉淀，說明其不穩(wěn)定；
故答案為：取少許NaClO₂樣品，對(duì)其加熱至60°C，一定時(shí)間后將固體溶于適量水中，滴加硝酸酸化的硝酸銀，若生成白色沉淀，說明其不穩(wěn)定；
（5）①將所得混合液配成250mL待測(cè)溶液．配制待測(cè)液需用到的定量玻璃儀器是250mL容量瓶，容量瓶要指明規(guī)格，則選擇250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
②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，滴入最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液，終點(diǎn)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；
計(jì)算時(shí)一般找出關(guān)系式，由此進(jìn)行計(jì)算，關(guān)系式為ClO₂^---2I₂--4S₂O₃^2-
n（ClO₂^-）=

1

4

n（S₂O₃^2-）=

1

4

×20×10^-3×2=0.01mol
m（NaClO₂）=0.01×90.5=9.05g，
計(jì)算得到樣品中NaClO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

9.05g

10g

×100%=90.5%；
故答案為：滴入最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；90.5%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)工廠、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)儀器的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．