Question

某化學興趣小組同學展開對漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂）的研究。
實驗Ⅰ：制取NaClO₂晶體
已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。利用下圖所示裝置進行實驗。

（1）裝置③的作用是                         。
（2）裝置②中產生ClO₂的化學方程式為                           ；裝置④中制備NaClO₂的化學方程式為                          。
（3）從裝置④反應后的溶液獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：
①減壓，55℃蒸發結晶；②趁熱過濾；③       ；④低于60℃干燥，得到成品。
實驗Ⅱ：測定某亞氯酸鈉樣品的純度。
設計如下實驗方案，并進行實驗：
①準確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g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（已知：ClO₂^－+ 4I^－+4H⁺ =2H₂O+2I₂+Cl^－）。將所得混合液配成250mL待測溶液。
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴淀粉溶液，用c mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準液滴定，至滴定終點。重復2次，測得平均值為V mL（已知：I₂ +2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－）。
（4）達到滴定終點時的現象為                 。
（5）該樣品中NaClO₂的質量分數為             （用含m、c、V的代數式表示）。
（6）在滴定操作正確無誤的情況下，此實驗測得結果偏高，原因用離子方程式表示為
                           。

Answer 1

(14分)
(1）防止倒吸（2分）
（2）2NaClO₃ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ = 2ClO₂ + 2Na₂SO₄ + H₂O（2分）
2NaOH + 2ClO₂ + H₂O₂ =2NaClO₂ + 2H₂O + O₂（2分）
（3）用38－60的溫水洗滌（2分，僅寫“洗滌”給1分）
（4）溶液由藍色變為無色且半分鐘不變色（2分，半分鐘不寫不扣分）
（5）%
（6）4I^- + O₂ + 4H⁺=2I₂ + 2H₂O

解析試題分析：
裝置③稱為安全瓶，連在兩裝置中間起到防倒吸作用
據題意，在酸性條件下，NaClO₃被Na₂SO₃ 還原為ClO₂，所以Na₂SO₃被NaClO₃氧化為Na₂SO₄。在堿性條件下，ClO₂被H₂O₂ 還原為NaClO₂，H₂O₂被ClO₂氧化為O₂。
從溶液中過濾得到固體后，應進行洗滌，然后烘干，得到成品，據題意可知“已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO₂?3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl�！币虼讼礈鞎r的溫度應在38℃——60℃之間
中和滴定終點的現象應該是指示劑變色，且半分鐘內不變化，才能表示達到滴定終點。淀粉遇碘變藍色，碘與Na₂S₂O₃反應后生成I^－，所以到滴定終點時藍色消失變成無色，且半分鐘內不變色。
略
中和滴定計算公式中，只有一個變量——滴定前后消耗標準液的體積，“在滴定操作正確無誤的情況下，此實驗測得結果偏高”，說明消耗Na₂S₂O₃體積偏大，可能的原因是生成I^－被空氣中的氧氣氧化成I₂。
考點：以實驗為載體考查學生的實驗操作能力和綜合分析能力，同時也考查了對于方程式的書寫，本題中的難點主要是針對多步實驗計算有了一定要求，關于計算多數學生難以應付，總體來說該題綜合性較好。