Question

【題目】ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑，濃度過(guò)高時(shí)易發(fā)生分解，常將其制成NaClO2固體，以便運(yùn)輸和貯存。過(guò)氧化氫法制備NaClO2固體的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。請(qǐng)回答：

已知：①2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

②ClO2熔點(diǎn)-59℃、沸點(diǎn)11℃；H2O2沸點(diǎn)150℃

（1）NaClO2中氯元素的化合價(jià)是__。

（2）儀器A的作用是__。

（3）寫出制備NaClO2固體的化學(xué)方程式：__。冰水浴冷卻的目的是__(寫兩種)。

（4）空氣流速過(guò)快或過(guò)慢，均降低NaClO2產(chǎn)率，試解釋其原因__。

（5）Clˉ存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，ClO2的生成速率大大提高，并產(chǎn)生微量氯氣。該過(guò)程可能經(jīng)兩步反應(yīng)完成，將其補(bǔ)充完整：

①__(用離子方程式表示)，②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。

（6）為了測(cè)定NaClO2粗品的純度，取上述粗產(chǎn)品10.0g溶于水配成1L溶液，取出10mL，溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反應(yīng)（NaClO2被還原為Cl-，雜質(zhì)不參加反應(yīng)），該反應(yīng)過(guò)程中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__，加入2～3滴淀粉溶液，用0.20molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，達(dá)到滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)用去標(biāo)準(zhǔn)液20.00mL，試計(jì)算NaClO2粗品的純度__。（提示：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI）

Answer 1

【答案】+3 防止倒吸 2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 減少雙氧水分解、提高ClO2的溶解度 空氣流速過(guò)快ClO2反應(yīng)不充分，空氣流速過(guò)慢ClO2濃度過(guò)高易發(fā)生分解 2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O 1∶4 90.5%

【解析】

(1)根據(jù)化合物中化合價(jià)的代數(shù)和為0可求得，NaClO2中氯元素的化合價(jià)為+3價(jià)，故答案為：+3；

(2)A為安全瓶，作用是防倒吸，故答案為：防止倒吸；

(3)根據(jù)題干信息可知，制備NaClO2固體時(shí)，冰水浴瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，H2O2受熱易分解，ClO2的沸點(diǎn)低，降低溫度可以減少雙氧水的分解、增加ClO2的溶解度，從而提高產(chǎn)率等，故答案為：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O；減少雙氧水分解、提高ClO2的溶解度；

(4)鼓入空氣的作用是將ClO2趕入氫氧化鈉和雙氧水的混合液中反應(yīng)，空氣流速過(guò)慢，ClO2不能被及時(shí)一走，濃度過(guò)高導(dǎo)致分解；空氣流速過(guò)快，ClO2不能被充分吸收，故答案為：空氣流速過(guò)快ClO2反應(yīng)不充分，空氣流速過(guò)慢ClO2濃度過(guò)高易發(fā)生分解；

(5)根據(jù)信息可以確定反應(yīng)①的反應(yīng)物為ClO3-和Cl-，產(chǎn)物ClO2和Cl2，根據(jù)得失電子守恒配平方程式為2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O，故答案為：2ClO3-+2Clˉ+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O；

(6)NaClO2和KI反應(yīng)生成的產(chǎn)物為I2和Cl-，離子方程式為：4H++ClO2-+4I-===2I2+Cl-+2H2O，其中氧化劑為ClO2-，還原劑為I-，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為：1:4，結(jié)合方程式2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可得關(guān)系式NaClO2~4Na2S2O3，則10mL樣品溶液中，n(NaClO2)= n(Na2S2O3)= ×0.2mol/L×0.02L=0.001mol，所以1L溶液中n(NaClO2)=0.1mol，m (NaClO2)=9.05g，則NaClO2粗品的純度為，故答案為：1:4；90.5%。