Question

【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，已知：NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出晶體NaClO2·3H2O，溫度高于38℃時(shí)析出晶體NaClO2，溫度高于60℃時(shí)NaClO2分解生成NaClO3和NaCl,其一種生產(chǎn)工藝如下。

請回答下列問題：

(1)NaClO2中Cl元素的化合價(jià)為____________。

(2)反應(yīng)I：

①SO2做___________(填“氧化劑”或“還原劑”)。

②寫出反應(yīng)I的化學(xué)方程式：__________________________。

(3)電解II：

①所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去粗鹽水中的Mg2+和Ca2+，需要加入的試劑分別為_______、______。

②電解過程中被氧化的物質(zhì)是________。

③可用NaOH溶液吸收電解產(chǎn)生的Cl2，反應(yīng)的離子方程式是______________。

(4)操作III：

濾液獲利NaClO2的操作步驟：①加熱蒸發(fā)；②趁熱過濾；③洗滌；④干燥，得到成品。趁熱過濾應(yīng)控制的溫度范圍是___________。

Answer 1

【答案】+3 還原劑 2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4 氫氧化鈉溶液 碳酸鈉溶液 NaCl或Cl- Cl2+2OH- =Cl-+ClO-+H2O 38℃-60℃

【解析】

由化學(xué)工藝流程可知，在H2SO4酸化條件下，NaClO3和SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2和為NaHSO4，反應(yīng)中NaClO3是氧化劑，SO2是還原劑；電解裝置中，ClO2在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成ClO2-，Cl-在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2； NaClO2溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。

（1）NaClO2中Na是+1價(jià)，O是－2價(jià)，則根據(jù)化合物中正負(fù)價(jià)代數(shù)和為0可知Cl的化合價(jià)是+3價(jià)，故答案為：+3；

（2）在H2SO4酸化條件下，NaClO3和SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2和為NaHSO4，反應(yīng)中NaClO3是氧化劑，SO2是還原劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4，故答案為：還原劑；2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4；

（3）①依據(jù)離子的性質(zhì)，除去粗鹽水中的Mg2+和Ca2+應(yīng)選用過量的碳酸鈉溶液除去鈣離子，選用氫氧化鈉溶液除去鎂離子，故答案為：氫氧化鈉溶液；碳酸鈉溶液；

②電解裝置中，ClO2在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成ClO2-，Cl-在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，則電解過程中被氧化的物質(zhì)是氯化鈉，故答案為：NaCl或Cl-；

③氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2O，故答案為：Cl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2O；

（4）由題給信息可知，NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出晶體NaClO2·3H2O，溫度高于38℃時(shí)析出晶體NaClO2，溫度高于60℃時(shí)NaClO2分解生成氯酸鈉和氯化鈉，因此趁熱過濾應(yīng)控制的溫度范圍是38℃～60℃，故答案為：38℃～60℃。