题目
二氧化氯是一种高效消毒灭菌剂，但其稳定性较差，故常采用H2O2和NaOH混合溶液将其吸收转化为NaClO2保存。现利用如下装置及试剂制备NaClO2。已知：①纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸；ClO2极易溶于水，与H2O2碱性条件下会剧烈反应并放出大量的热。②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2⋅3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。75%硫酸-|||-a-|||-原气 →-|||-8-|||-b-|||-(O)_(3)(s)+(Na)_(2)S(O)_(3)(s)NaOH+(H)_(2)(O)_(2)-|||-A B C回答下列问题：（1）装置A中a的作用是 ____ 。（2）装置A中发生反应的化学方程式为 ____ ，上述装置存在一处缺陷，会导致NaClO2产率降低，改进的方法是 ____ 。（3）实验过程中持续通入N2的速度不能太慢也不能太快的原因是 ____ 。（4）从NaClO2溶液中获得NaClO2固体，完成下列操作：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③无水乙醇洗涤；④ ____ ，得到成品。（5）NaClO2纯度的测定：用“间接碘量法”测定样品（杂质不发生反应）的纯度，过程如下：取样品1.810g配制成250mL溶液，从中取出25.00mL；加入足量KI固体和适量稀H2SO4，再滴加几滴淀粉溶液（已知：(ClO)_(2)^-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-），然后用cmol⋅L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准溶液的体积平均值为VmL（已知：I2+2S2(O)_(3)^2-=S4(O)_(6)^2-+2I-。样品中NaClO2的纯度为 ____ %（用含c、V的代数式表示）。下列滴定操作会导致测量结果偏低的是 ____ （填字母）。a.锥形瓶洗涤后没有干燥b.滴定时锥形瓶中有液体溅出c.滴定终点时仰视读数d.滴定管滴定前没有气泡，滴定后尖嘴处出现气泡（6）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：75%硫酸-|||-a-|||-原气 →-|||-8-|||-b-|||-(O)_(3)(s)+(Na)_(2)S(O)_(3)(s)NaOH+(H)_(2)(O)_(2)-|||-A B C①图中用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极反应式为 ____ 。②b极区pH ____ （填“增大”“减小”或“不变”）。
二氧化氯是一种高效消毒灭菌剂，但其稳定性较差，故常采用H2O2和NaOH混合溶液将其吸收转化为NaClO2保存。现利用如下装置及试剂制备NaClO2。
已知：①纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸；ClO2极易溶于水，与H2O2碱性条件下会剧烈反应并放出大量的热。
②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2⋅3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
回答下列问题：
（1）装置A中a的作用是 ____ 。
（2）装置A中发生反应的化学方程式为 ____ ，上述装置存在一处缺陷，会导致NaClO2产率降低，改进的方法是 ____ 。
（3）实验过程中持续通入N2的速度不能太慢也不能太快的原因是 ____ 。
（4）从NaClO2溶液中获得NaClO2固体，完成下列操作：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③无水乙醇洗涤；④ ____ ，得到成品。
（5）NaClO2纯度的测定：用“间接碘量法”测定样品（杂质不发生反应）的纯度，过程如下：取样品1.810g配制成250mL溶液，从中取出25.00mL；加入足量KI固体和适量稀H2SO4，再滴加几滴淀粉溶液（已知：${ClO}_{2}^{-}$+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-），然后用cmol⋅L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准溶液的体积平均值为VmL（已知：I2+2S2${O}_{3}^{2-}$=S4${O}_{6}^{2-}$+2I-。样品中NaClO2的纯度为 ____ %（用含c、V的代数式表示）。下列滴定操作会导致测量结果偏低的是 ____ （填字母）。
a.锥形瓶洗涤后没有干燥
b.滴定时锥形瓶中有液体溅出
c.滴定终点时仰视读数
d.滴定管滴定前没有气泡，滴定后尖嘴处出现气泡
（6）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：
①图中用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极反应式为 ____ 。
②b极区pH ____ （填“增大”“减小”或“不变”）。
已知：①纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸；ClO2极易溶于水，与H2O2碱性条件下会剧烈反应并放出大量的热。
②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2⋅3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
回答下列问题：
（1）装置A中a的作用是 ____ 。
（2）装置A中发生反应的化学方程式为 ____ ，上述装置存在一处缺陷，会导致NaClO2产率降低，改进的方法是 ____ 。
（3）实验过程中持续通入N2的速度不能太慢也不能太快的原因是 ____ 。
（4）从NaClO2溶液中获得NaClO2固体，完成下列操作：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③无水乙醇洗涤；④ ____ ，得到成品。
（5）NaClO2纯度的测定：用“间接碘量法”测定样品（杂质不发生反应）的纯度，过程如下：取样品1.810g配制成250mL溶液，从中取出25.00mL；加入足量KI固体和适量稀H2SO4，再滴加几滴淀粉溶液（已知：${ClO}_{2}^{-}$+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-），然后用cmol⋅L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准溶液的体积平均值为VmL（已知：I2+2S2${O}_{3}^{2-}$=S4${O}_{6}^{2-}$+2I-。样品中NaClO2的纯度为 ____ %（用含c、V的代数式表示）。下列滴定操作会导致测量结果偏低的是 ____ （填字母）。
a.锥形瓶洗涤后没有干燥
b.滴定时锥形瓶中有液体溅出
c.滴定终点时仰视读数
d.滴定管滴定前没有气泡，滴定后尖嘴处出现气泡
（6）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：
①图中用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极反应式为 ____ 。
②b极区pH ____ （填“增大”“减小”或“不变”）。
题目解答
答案
解：（1）根据图中信息a为恒压分液漏斗，其主要作用是平衡压强，能使液体顺利流下，因此使用a添加液体的优点：平衡气压，有利于液体的顺利滴下，
故答案为：平衡气压，有利于液体的顺利滴下；
（2）根据分析，可知装置A中发生反应的化学方程式为：Na2SO3+2NaClO3+3H2SO4=2ClO2↑+4NaHSO4+H2O或Na2SO3+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置B主要是制备NaClO2，根据题中信息NaClO2在60℃容易分解，因此装置B水浴方式为冰水浴，
故答案为：Na2SO3+2NaClO3+3H2SO4=2ClO2↑+4NaHSO4+H2O或Na2SO3+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；用冰水浴浸泡装置B；
（3）根据题中信息纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸，因此通入氮气的速度不能太慢，制备NaClO2是ClO2和溶液在反应，通入速率过快，则反应不完全，因此实验过程中持续通入N2的速度不能太慢也不能太快的原因是通入过慢，ClO2浓度偏高，易分解爆炸，通入过快，影响ClO2的吸收转化，
故答案为：通入过慢，ClO2浓度偏高，易分解爆炸，通入过快，影响ClO2的吸收转化；
（4）根据题中信息NaClO2溶液在低于38℃时以NaClO2•3H2O，高于60℃易分解，在38℃到60℃时以NaClO2形式存在，因此①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③无水乙醇洗涤；④于38℃～60℃干燥，得到成品，
故答案为：38℃～60℃干燥；
（5）根据方程式得到关系式ClO−2～4S2O2−3，则ag产品中NaClO2物质的量为n（NaClO2）=$\frac{1}{4}$cV×10-3×10mol=2.5bV×10-3mol，其质量分数是$\frac{2.5bV×1{0}^{-3}×90.5}{1.810}$×100%=12.5cV%，
a．锥形瓶洗涤后没有干燥，无影响，故a错误；
b．滴定时锥形瓶中有液体溅出，待测液减少，所用标准液偏少，导致测量结果偏低，故b正确；
c．滴定终点时仰视读数，导致滴定后读数液面偏低，读取的所用标准液偏多，导致测量结果偏高，故c错误；
d．滴定管滴定前没有气泡，滴定后尖嘴处出现气泡，导致滴定后的液面上升，读取的所用标准液偏少，导致测量结果偏低，故d正确；
故答案为：12.5cV；bd；
（6）①由信息可知，在阳极Cl-放电产生ClO2，电极反应式Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，
故答案为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；
②根据Na+移向阴极可知右侧为阴极区，电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故b极区pH增大，
故答案为：增大。
故答案为：平衡气压，有利于液体的顺利滴下；
（2）根据分析，可知装置A中发生反应的化学方程式为：Na2SO3+2NaClO3+3H2SO4=2ClO2↑+4NaHSO4+H2O或Na2SO3+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置B主要是制备NaClO2，根据题中信息NaClO2在60℃容易分解，因此装置B水浴方式为冰水浴，
故答案为：Na2SO3+2NaClO3+3H2SO4=2ClO2↑+4NaHSO4+H2O或Na2SO3+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；用冰水浴浸泡装置B；
（3）根据题中信息纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸，因此通入氮气的速度不能太慢，制备NaClO2是ClO2和溶液在反应，通入速率过快，则反应不完全，因此实验过程中持续通入N2的速度不能太慢也不能太快的原因是通入过慢，ClO2浓度偏高，易分解爆炸，通入过快，影响ClO2的吸收转化，
故答案为：通入过慢，ClO2浓度偏高，易分解爆炸，通入过快，影响ClO2的吸收转化；
（4）根据题中信息NaClO2溶液在低于38℃时以NaClO2•3H2O，高于60℃易分解，在38℃到60℃时以NaClO2形式存在，因此①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③无水乙醇洗涤；④于38℃～60℃干燥，得到成品，
故答案为：38℃～60℃干燥；
（5）根据方程式得到关系式ClO−2～4S2O2−3，则ag产品中NaClO2物质的量为n（NaClO2）=$\frac{1}{4}$cV×10-3×10mol=2.5bV×10-3mol，其质量分数是$\frac{2.5bV×1{0}^{-3}×90.5}{1.810}$×100%=12.5cV%，
a．锥形瓶洗涤后没有干燥，无影响，故a错误；
b．滴定时锥形瓶中有液体溅出，待测液减少，所用标准液偏少，导致测量结果偏低，故b正确；
c．滴定终点时仰视读数，导致滴定后读数液面偏低，读取的所用标准液偏多，导致测量结果偏高，故c错误；
d．滴定管滴定前没有气泡，滴定后尖嘴处出现气泡，导致滴定后的液面上升，读取的所用标准液偏少，导致测量结果偏低，故d正确；
故答案为：12.5cV；bd；
（6）①由信息可知，在阳极Cl-放电产生ClO2，电极反应式Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，
故答案为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；
②根据Na+移向阴极可知右侧为阴极区，电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故b极区pH增大，
故答案为：增大。