Question

【題目】鉍酸鈉（NaBiO3）廣泛應(yīng)用于制藥業(yè)。其粉末呈淺黃色，不溶于冷水，遇沸水或酸則迅速分解。某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，利用白色且難溶于水的Bi(OH)3在NaOH溶液中與Cl2反應(yīng)制備NaBiO3，并探究其應(yīng)用與純度測(cè)定。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：

（1）已知：Bi是N同主族元素，周期序數(shù)相差4，則Bi的原子序數(shù)為__。

Ⅰ.NaBiO3的制備，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（加熱和夾持儀器已略去）

（2）A裝置制備的氣體是__；B裝置的作用是__；補(bǔ)全圖中D裝置圖（并標(biāo)注試劑名稱）___。

（3）C中反應(yīng)的離子方程式為__。當(dāng)觀察到現(xiàn)象為___時(shí)，可以初步判斷C中反應(yīng)已經(jīng)完成。

（4）反應(yīng)完成后，處理裝置A燒瓶中殘留氣體需進(jìn)行的操作：__；為從裝置C中獲得盡可能多的產(chǎn)品，需進(jìn)行的操作：__、過(guò)濾、洗滌、干燥。

Ⅱ.鉍酸鈉的應(yīng)用，檢測(cè)Mn2+

（5）向含有Mn2+的溶液中加入鉍酸鈉，再加入硫酸酸化，溶液變?yōu)樽霞t色，此反應(yīng)中鉍酸鈉的作用是__；同學(xué)甲再向其中滴加MnSO4濃溶液，振蕩，觀察到紫紅色褪去，有黑色固體（MnO2）生成，產(chǎn)生此現(xiàn)象的離子反應(yīng)方程式為__。

Ⅲ.產(chǎn)品純度的測(cè)定

（6）取上述NaBiO3（Mr=280）產(chǎn)品ag，加入適量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全轉(zhuǎn)化為Bi3+，再用bmo1·L-1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液紫紅色恰好褪去時(shí)（假設(shè)Mn元素完全轉(zhuǎn)化為Mn2+），消耗VmL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品的純度為__（用含a、b、V的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】83 Cl2（氯氣） 除去HCl同時(shí)冷卻氯氣 Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O C中固體由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榈�黃色且顏色不再加深 關(guān)閉K1、K3，打開(kāi)K2 在冰水中冷卻 將Mn2+氧化為MnO 3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+ ×100%

【解析】

A用于制取氯氣，濃鹽酸具有揮發(fā)性導(dǎo)致生成的氯氣中含有HCl，HCl極易溶于飽和食鹽水，且飽和食鹽水能抑制氯氣溶解；C中盛放氫氧化鉍和氫氧化鈉的混合物，與氯氣反應(yīng)生成NaBiO3，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，但是能和氫氧化鈉反應(yīng)完全消除污染，所以D裝置是尾氣處理。

（1）Bi是N同主族元素，周期序數(shù)相差4，則Bi位于第六周期，第三周期有8種元素，第四、五周期有18種元素，第六周期有32種元素，故其原子序數(shù)為7+8+18+18+32=83；

（2）A裝置用于制備氯氣；由于鉍酸鈉遇沸水或酸迅速分解，B裝置是為了除去HCl同時(shí)冷卻氯氣；D是尾氣處理，應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液；

故答案為：Cl2（氯氣）；除去HCl同時(shí)冷卻氯氣；；

（3）根據(jù)已知信息可知，Bi(OH)3在NaOH溶液中與Cl2反應(yīng)可制備NaBiO3，Bi(OH)3白色且難溶于水，NaBiO3粉末呈淺黃色，不溶于冷水；故裝置C中的離子方程式為：Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O；C中固體由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榈�黃色且顏色不再加深時(shí)可以初步判斷C中反應(yīng)已經(jīng)完成；

故答案為：Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O；C中固體由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榈�黃色且顏色不再加深；

（4）反應(yīng)完成后，處理裝置A燒瓶中殘留的氯氣需要關(guān)閉K1、K3，打開(kāi)K2將NaOH溶液滴入三頸燒瓶中；由于鉍酸鈉不溶于冷水，為從裝置C中獲得盡可能多的產(chǎn)品，需在冰水中冷卻、過(guò)濾、洗滌、干燥；

故答案為：關(guān)閉K1、K3，打開(kāi)K2；在冰水中冷卻；

（5）向含有Mn2+的溶液中加入鉍酸鈉，再加入硫酸酸化，溶液變?yōu)樽霞t色，則有MnO生成，故鉍酸鈉的作用是將Mn2+氧化為MnO；再向其中滴加MnSO4濃溶液，振蕩，觀察到紫紅色褪去，有黑色固體（MnO2）生成，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式為3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+；

故答案為：將Mn2+氧化為MnO；；3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+；

（6）取上述NaBiO3（Mr=280）產(chǎn)品ag，加入適量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全轉(zhuǎn)化為Bi3+，再用bmo1·L-1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液紫紅色恰好褪去時(shí)（假設(shè)Mn元素完全轉(zhuǎn)化為Mn2+），消耗VmL標(biāo)準(zhǔn)溶液，由， 可知，5NaBiO3~5H2C2O4，則n（NaBiO3）=mol，產(chǎn)品的純度=×100%=×100%。