Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是過氧化氫法生產亞氯酸鈉的工藝流程圖：

已知：①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結晶析出NaClO₂•3H₂O。

②純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10％以下安全。

③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L。

（1）160 g/L NaOH溶液的物質的量濃度為          。若要計算該溶液的質量分數(shù)，還需要的一個條件是             （用文字說明）。

（2）發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是   （選填序號）。

a．將SO₂氧化成SO₃，增強酸性；            b．稀釋ClO₂以防止爆炸；

c．將NaClO₃氧化成ClO₂

（3）吸收塔內的反應的離子反應方程式為               。

 吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是                            。

（4）在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，所以吸收塔中應維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量的簡單實驗方法是                                 。

（5）吸收塔中為防止NaClO₂被還原成NaCl，所用還原劑的還原性應適中。除H₂O₂外，還可以選擇的還原劑是        （選填序號）。

a．Na₂O₂              b．Na₂S               c．FeCl₂

（6）從濾液中得到NaClO₂•3H₂O粗晶體的實驗操作依次是   （選填序號）

a．蒸餾       b．蒸發(fā)     c．灼燒      d．過濾       e．冷卻結晶

要得到更純的NaClO₂•3H₂O晶體必須進行的操作是       （填操作名稱）

 

Answer 1

【答案】

（1）4 mol/L    溶液的密度（2）b

（3）2OH^-+2ClO₂+H₂O₂＝2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O 防止H₂O₂受熱分解，有利于NaClO₂•3H₂O的析出

（4）連續(xù)測定吸收塔內溶液的pH值  （5） a（6）bed        重結晶

【解析】

試題分析：（1）由信息③知：160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH．根據物質的量濃度的定義式c=n/v計算可得該溶液氫氧化鈉的物質的量濃度為4mol/L；根據物質的量濃度和質量分數(shù)的換算公式  可知，要計算質量分數(shù)還需要知道溶液的密度。

（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全。發(fā)生器中鼓入空氣的作用應是稀釋ClO₂以防止爆炸。

（3）根據工藝流程圖可知，吸收塔內的反應物為ClO₂、H₂O₂和NaOH溶液，生成物有NaClO₂，所以一定有ClO₂轉化為NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產生，反應的離子方程式為2OH^-+2ClO₂+H₂O₂＝2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O ；H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高容易分解，吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是防止H₂O₂分解。結合信息①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，吸收塔的溫度不能超過20℃的原因有利于NaClO₂•3H₂O的析出。

（4）NaOH過量則溶液呈堿性，測定溶液酸堿性最簡單方法是：連續(xù)測定吸收塔內溶液的pH。

（5）根據題意ClO₂轉化為NaClO₂的還原劑為H₂O₂，Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂，而Na₂S、FeCl₂還原性較強，選a。

（6）從溶液中得到含結晶水的晶體采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體．所以操作順序為bed；得到的粗晶體經過重結晶可得到純度更高的晶體。

考點：本題以亞氯酸鈉制備的化學工藝流程為載體，考查學生閱讀題目獲取信息的能力、物質的量濃度計算、氧化還原反應相關知識和化學基本實驗操作。