以Cl₂、NaOH、(NH₂)₂CO（尿素）和SO₂为原料可制备N₂H₄·H₂O（水合肼）和无水Na₂SO₃，其主要实验流程如下：

已知：①Cl₂+2OH⁻ClO⁻+Cl⁻+H₂O是放热反应。

②N₂H₄·H₂O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N₂。

（1）步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl₂与NaOH溶液反应生成NaClO₃和NaCl，其离子方程式为____________________________________；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是____________________________________。

（2）步骤Ⅱ合成N₂H₄·H₂O的装置如图−1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________；使用冷凝管的目的是_________________________________。

（3）步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na₂CO₃制备无水Na₂SO₃（水溶液中H₂SO₃、、随pH的分布如图−2所示，Na₂SO₃的溶解度曲线如图−3所示）。

①边搅拌边向Na₂CO₃溶液中通入SO₂制备NaHSO₃溶液。实验中确定何时停止通SO₂的实验操作为_________________。

②请补充完整由NaHSO₃溶液制备无水Na₂SO₃的实验方案： _______________________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。

答案

3Cl₂+6OH⁻5Cl⁻+ClO₃⁻+3H₂O    缓慢通入Cl₂    NaClO碱性溶液    减少水合肼的挥发    测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO₂    边搅拌边向NaHSO₃溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤   

【分析】

步骤I中Cl₂与NaOH溶液反应制备NaClO；步骤II中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼；步骤III分离出水合肼溶液；步骤IV由SO₂与Na₂CO₃反应制备Na₂SO₃。据此判断。

【详解】

（1）温度超过40℃，Cl₂与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO₃、NaCl和H₂O，反应的化学方程式为3Cl₂+6NaOH5NaCl+NaClO₃+3H₂O，离子方程式为3Cl₂+6OH^-5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O。由于Cl₂与NaOH溶液的反应为放热反应，为了减少NaClO₃的生成，应控制温度不超过40℃、减慢反应速率；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是：缓慢通入Cl₂。

（2）步骤II中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼，由于水合肼具有强还原性、能与NaClO剧烈反应生成N₂，为了防止水合肼被氧化，应逐滴滴加NaClO碱性溶液，所以通过滴液漏斗滴加的溶液是NaClO碱性溶液。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在110℃继续反应，N₂H₄·H₂O沸点约118 ℃，使用冷凝管的目的：减少水合肼的挥发。

（3）①向Na₂CO₃溶液中通入SO₂制备NaHSO₃溶液，根据图示溶液pH约为4时，HSO₃^-的物质的量分数最大，则溶液的pH约为4时停止通入SO₂；实验中确定何时停止通入SO₂的实验操作为：测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO₂。

②由NaHSO₃溶液制备无水Na₂SO₃，首先要加入NaOH将NaHSO₃转化为Na₂SO₃，根据含硫微粒与pH的关系，加入NaOH应调节溶液的pH约为10；根据Na₂SO₃的溶解度曲线，温度高于34℃析出Na₂SO₃，低于34℃析出Na₂SO₃·7H₂O，所以从Na₂SO₃溶液中获得无水Na₂SO₃应控制温度高于34℃。因此由NaHSO₃溶液制备无水Na₂SO₃的实验方案为：边搅拌边向NaHSO₃溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。

【点睛】

本题将实验原理的理解、实验试剂和仪器的选用、实验条件的控制、实验操作的规范、实验方案的设计等融为一体，重点考查学生对实验流程的理解、实验装置的观察、信息的获取和加工、实验原理和方法运用、实验方案的设计与评价等能力，也考查了学生运用比较、分析等科学方法解决实际问题的能力和思维的严密性。