Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑．以下是過氧化氫法生產(chǎn)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(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO₂?3H₂O．
②ClO₂的沸點為283K，純ClO₂易分解爆炸，常用稀有氣體或空氣稀釋防止爆炸性分解
③HClO₂在25℃時的電離常數(shù)與硫酸的第二步電離常數(shù)相當(dāng)，可視為強酸．
（1）160g/L NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L．
若要計算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要的一個數(shù)據(jù)是

 

．
（2）ClO₂發(fā)生器中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）吸收塔中為防止產(chǎn)生NaClO₂被繼續(xù)還原成NaCl，所用還原劑的還原性應(yīng)適中．除H₂O₂
處，還可以選擇的還原劑是

 

（填序號）
A、Na₂O₂           B、Na₂S             C、FeCl₂         D、KMnO₄
（4）從濾液中得到NaClO₂?3H2O晶體還必須進行的操作是

 

 （填操作名稱）

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）濃度g/L表示1L溶液中所含溶質(zhì)質(zhì)量的多少，160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH，令溶液體積為1L，計算氫氧化鈉的物質(zhì)的量，利用c=

n

V

計算氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度；若計算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則需要知道溶液的總質(zhì)量，由m=ρV分析；
（2）ClO₂發(fā)生器中NaClO₃與SO₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂和Na₂SO₄；
（3）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產(chǎn)物，影響NaClO₂生產(chǎn)；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn)，Na₂O₂溶于水相當(dāng)于H₂O₂；
（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體．

解答： 解：（1）濃度g/L表示1L溶液中所含溶質(zhì)質(zhì)量的多少，160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH，令溶液體積為1L，則160gNaOH的物質(zhì)的量為

160g

40g/mol

=4mol，所以該溶液氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度c（NaOH）=

4mol

1L

=4mol/L；若計算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則需要知道溶液的總質(zhì)量，由m=ρV，可知還需要知道溶液的密度；
故答案為：4mol/L；溶液的密度；
（2）ClO₂發(fā)生器中NaClO₃與SO₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂和Na₂SO₄，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂↑+Na₂SO₄；
故答案為：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂↑+Na₂SO₄；
（3）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產(chǎn)物，影響NaClO₂生產(chǎn)；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn)．Na₂O₂溶于水相當(dāng)于H₂O₂．Na₂S、FeCl₂還原性較強，生成物與NaClO₂分離比較困難；KMnO₄具有強氧化性，不能作還原劑；
故答案為：A；
（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體；
故答案為：蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾．

點評：本題以學(xué)生比較陌生的亞氯酸鈉制備為背景，考察學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識的運用、有關(guān)實驗操作和簡單實驗設(shè)計能力考察以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力，題目有一定的難度．