Question

6．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種高效氧化、殺菌及漂白劑，其生產工藝如圖1：
已知：ClO₂通常為黃色、有特殊刺激性氣味氣體，是強氧化劑．

（1）反應器中生成ClO₂的化學方程式是SO₂+2NaClO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄．
（2）肯定可以用于替換SO₂的物質是③．
①Cl₂O₇②H₂S             ③Na₂SO₃④SO₃
（3）電解池內的電解過程如圖2所示．
①陽極產物的檢驗方法是用濕潤的KI淀粉試紙接近陽極氣體排出口，若變藍證明有氯氣產生．
②陰極反應式是ClO₂+Na⁺+e^-=NaClO₂．
③總反應方程式是2ClO₂+2NaCl=2NaClO₂+Cl₂．
（4）吸收器中反應的離子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
（5）結晶器中需要進行的操作是蒸發(fā)結晶．

Answer 1

分析 （1）反應器中的反應是稀硫酸和NaClO₃，通入SO₂反應，生成ClO₂和NaHSO₄，反應為氧化還原反應，注意配平，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）反應過程中SO₂主要起還原劑的作用，肯定可以替換SO₂的，考慮S的化合價為+4價，據(jù)此分析；
（3）①根據(jù)裝置圖分析，與外電源正極連接的電極為陽極，陽極產生Cl₂，檢驗Cl₂用濕潤的淀粉KI試紙；
②陰極處，通入ClO₂，ClO₂得到電子，發(fā)生還原反應，Na⁺通過離子交換膜進入陰極參加反應，據(jù)此寫出電極反應式；
③總反應式ClO₂和食鹽水在電解池中反應生成Cl₂和NaClO₂，據(jù)此寫出總反應式；
（4）吸收器中，ClO₂和NaOH和H₂O₂發(fā)生反應，生成NaClO₂，H₂O₂作為還原劑，氧化產物為O₂，是一個氧化還原反應，注意配平，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（5）結晶器中主要是使溶液析出晶體，則操作為蒸發(fā)結晶．

解答 解：（1）反應器中的反應是稀硫酸和NaClO₃，通入SO₂反應，生成ClO₂和NaHSO₄，反應為氧化還原反應，注意配平，則反應器中生成ClO₂的化學方程式是：SO₂+2NaClO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄，
故答案為：SO₂+2NaClO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄；
（2）反應過程中SO₂主要起還原劑的作用，肯定可以替換SO₂的，考慮S的化合價為+4價，所以肯定可以替換SO₂的是Na₂SO₃，故選③，
故答案為：③；
（3）①根據(jù)裝置圖分析，與外電源正極連接的電極為陽極，陽極產生Cl₂，檢驗Cl₂用濕潤的淀粉KI試紙，檢驗方法是：用濕潤的KI淀粉試紙接近陽極氣體排出口，若變藍證明有氯氣產生，
故答案為：用濕潤的KI淀粉試紙接近陽極氣體排出口，若變藍證明有氯氣產生；
②陰極處，通入ClO₂，ClO₂得到電子，發(fā)生還原反應生成ClO₂^-，Na⁺通過離子交換膜進入陰極參加反應，則陰極反應式是：ClO₂+Na⁺+e^-=NaClO₂，
故答案為：ClO₂+Na⁺+e^-=NaClO₂；
③總反應式ClO₂和食鹽水在電解池中反應生成Cl₂和NaClO₂，則總反應方程式是：2ClO₂+2NaCl=2NaClO₂+Cl₂，
故答案為：2ClO₂+2NaCl=2NaClO₂+Cl₂；
（4）吸收器中，ClO₂和NaOH和H₂O₂發(fā)生反應，生成NaClO₂，H₂O₂作為還原劑，氧化產物為O₂，是一個氧化還原反應，則吸收器中反應的離子方程式是：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂，
故答案為：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（5）結晶器中主要是使溶液析出晶體，則操作為蒸發(fā)結晶，
故答案為：蒸發(fā)結晶．

點評 本題主要考查電解原理，以制取NaClO₂為背景，涉及氧化還原反應方程式的書寫和配平，電極反應式的書寫，明確電解池發(fā)生的反應是關鍵，題目難度中等．