NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应:ClO-+Cl-+2H+ = Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。
(1)此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO2生成NaHCO3和HClO而变质。写出化学反应方程式 。
(2)取适量消毒液放在试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。通过以下装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。
限选试剂:98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0 mol·L-1 KI-淀粉溶液、1.0 mol·L-1NaOH、澄清石灰水、饱和NaCl溶液
请完成下列实验方案。
所加试剂 | 预期现象和结论 |
试管A中加足量① ; 试管B中加1%品红溶液; 试管C中加② 。 | 若A中溶液变蓝色,B中溶液不退色,C中溶液变浑浊。则消毒液部分变质; ③ 则消毒液未变质; ④ 则消毒液完全变质。 |
(3)用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。实验步骤如下:
①量取 25.00mL消毒液放入锥形瓶中,加入过量的a mol·L-1 Na2SO3溶液b mL;
②滴定分析。将c mol·L-1的酸性KMnO4溶液装入 (填酸式或碱式)滴定管中;KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色,且保持半分钟内红色不退时,停止滴定,记录数据。重复滴定实验2次,平均消耗酸性KMnO4溶液v mL;
滴定过程中涉及的反应有:NaClO + Na2SO3 = NaCl+ Na2SO4 ;
2KMnO4 + 5Na2SO3+ 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O
③计算。消毒液中NaClO的浓度为 mol·L-1(用含a、b、c、v的代数式表示)。
(16分)
(1)NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO (3分)
(2)(共8分)
所加试剂 | 预期现象和结论 |
① 1.0mol/L KI-淀粉溶液(2分) ②澄清石灰水(2分) | ③若A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色(无变化),C中溶液不变浑浊(无变化),则消毒液未变质(2分) ④若A中溶液不变蓝色(无变化),B中溶液不褪色(无变化),C中溶液变浑浊则消毒液完全变质(2分) |
(3)②酸式 (2分)
③(2ab – 5cv)/ 50 (3分)
题目分析:(1)依题意,主要反应物为NaClO和CO2,产物为NaHCO3和HClO,不存在元素化合价变化,根据观察法配平可得:NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO;(2)消毒液中加入足量稀硫酸时,可能发生的反应为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O、HCO3-+H+=CO2↑+H2O,则放出的气体可能含有氯气、二氧化碳;①A中溶液变蓝,由此推断试管A中加入的是足量1.0mol/LKI—淀粉溶液,因为氯气与KI能发生置换反应,淀粉遇置换出的单质碘变蓝;B中品红溶液不褪色,说明氯气完全被A中溶液消耗;②C中变浑浊,说明气体中一定有二氧化碳气体,试管C中加入足量澄清石灰水,因为二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水;③根据已知现象和结论推断,若A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色,C中溶液不变浑浊,则消毒液未变质;④若A中溶液不变蓝色,B中溶液不褪色,C中溶液变浑浊,则消毒液完全变质;(3)①②酸性高锰酸钾溶液显酸性,因此应该装入酸式滴定管中;依题意,由于n=c•V,则亚硫酸钠总的物质的量为ab×10—3mol,每次滴定消耗的高锰酸钾为 cv×10—3mol;由于2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+3H2O中各物质的系数之比等于物质的量之比,则被高锰酸钾氧化的亚硫酸钠为5cv/2×10—3mol;被次氯酸钠氧化的亚硫酸钠为(ab×10—3—5cv/2×10—3)mol,由于NaClO+Na2SO3=NaCl+Na2SO4中各物质的系数之比等于物质的量之比,则次氯酸钠为(ab×10—3—5cv/2×10—3)mol;由于c=n/V、V=0.025L,则次氯酸钠的物质的量浓度为(ab×10—3—5cv/2×10—3)mol÷0.025L ="(2ab" – 5cv)/ 50mol/L。