Question

17．實驗室用NaClO₃與Na₂SO₃制取ClO₂氣體，再由ClO₂在強堿性條件下與過量的H₂O₂反應制得漂白劑NaClO₂（裝置如圖1所示）．

已知（如圖2）：（I）NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₃•3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂；（Ⅱ）30% H₂O₂超過40℃時會完全分解；（Ⅲ）高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）圖1裝置A發(fā)生的反應中，還原劑是Na₂SO₃．
（2）圖1裝置B中反應生成NaClO₂的化學方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
②實驗中圖1裝置B需進行溫度控制不超過40℃，在不改變NaOH溶液濃度和體積的條件下，可采取的措施有緩慢滴加硫酸、H₂O₂、裝置B加冷水浴等．
（3）請補充從圖1裝置B反應后的溶液中獲得NaClO₂晶體的操作步驟．
①在55℃時蒸發(fā)結晶；②趁熱（不低于38℃）過濾；③用38～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）圖1裝置C的作用是防止D中的溶液倒吸到B瓶（或安全瓶）中．
（5）證明實驗后圖1裝置B所得混合溶液中的NaClO₂具有氧化性的實驗方案是混合溶液加熱至40℃至60℃之間除去H₂O₂，冷卻后再加入FeCl2溶液與幾滴KSCN溶液，溶液呈血紅色，證明NaClO2具有氧化性．（可供選用的試劑：稀H₂SO₄、FeCl₂溶液、KSCN溶液）

Answer 1

分析 裝置A中用NaClO₃與Na₂SO₃制取ClO₂氣體，發(fā)生反應：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，由ClO₂在強堿性條件下與過量的H₂O₂在B裝置中反應制得漂白劑NaClO₂：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，C為安全瓶，防止倒吸，D裝置由氫氧化鈉溶液吸收未反應完的ClO₂氣體，防止污染空氣，將B裝置反應后的溶液在55℃時蒸發(fā)結晶，趁熱（不低于38℃）過濾；用38～60℃熱水洗滌；低于60℃干燥，得NaClO₂晶體，據此分析解答．

解答 （1）A裝置的反應為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，Na₂SO₃中硫元素化合價升高，被氧化，做還原劑；
故答案為：Na₂SO₃；
（2）①B裝置為ClO₂在強堿性條件下與過量的H₂O₂反應制得漂白劑NaClO₂，化學方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
故答案為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
②實驗中圖1裝置B需進行溫度控制不超過40℃，在不改變NaOH溶液濃度和體積的條件下，可采取的措施有緩慢滴加硫酸、H2O2、裝置B加冷水浴等；
故答案為：緩慢滴加硫酸、H2O2、裝置B加冷水浴等；
（3）已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₃•3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，從圖1裝置B反應后的溶液中獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：在55℃時蒸發(fā)結晶，趁熱（不低于38℃）過濾；用38～60℃熱水洗滌；低于60℃干燥，得到成品；
故答案為：趁熱（不低于38℃）過濾；用38～60℃熱水洗滌；低于60℃干燥；
（4）C裝置為安全瓶，防止D中的溶液倒吸到B瓶中；
故答案為：防止D中的溶液倒吸到B瓶（或安全瓶）中；
（5）裝置B所得混合溶液中的NaClO₂混有H₂O₂，驗證NaClO₂具有氧化性，需先將H₂O₂除去，再用亞鐵離子檢驗，實驗方案是：裝置B所得混合溶液加熱至40℃至60℃之間除去H₂O₂，冷卻后再加入FeCl2溶液與幾滴KSCN溶液，溶液呈血紅色，證明NaClO2具有氧化性；
故答案為：混合溶液加熱至40℃至60℃之間除去H₂O₂，冷卻后再加入FeCl2溶液與幾滴KSCN溶液，溶液呈血紅色，證明NaClO2具有氧化性．

點評 本題考查物質的制備、對信息的利用、對裝置的理解、氧化還原反應、實驗設計等，理解反應原理，掌握實驗基本操作是解題的關鍵，同時考查學生分析問題、解決問題的能力，難度較大．