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(guò)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。

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(zhì)的量濃度為          。若要計(jì)算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要的一個(gè)條件是             （用文字說(shuō)明）。

（2）發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是   （選填序號(hào)）。

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

c．將NaClO₃氧化成ClO₂

（3）吸收塔內(nèi)的反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為               。

 吸收塔的溫度不能超過(guò)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(yīng)維持NaOH稍過(guò)量，判斷NaOH是否過(guò)量的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)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(yīng)適中。除H₂O₂外，還可以選擇的還原劑是        （選填序號(hào)）。

a．Na₂O₂              b．Na₂S               c．FeCl₂

（6）從濾液中得到NaClO₂•3H₂O粗晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是   （選填序號(hào)）

a．蒸餾       b．蒸發(fā)     c．灼燒      d．過(guò)濾       e．冷卻結(jié)晶

要得到更純的NaClO₂•3H₂O晶體必須進(jìn)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(cè)定吸收塔內(nèi)溶液的pH值  （5） a（6）bed        重結(jié)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(jù)物質(zhì)的量濃度的定義式c=n/v計(jì)算可得該溶液氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為4mol/L；根據(jù)物質(zhì)的量濃度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算公式  可知，要計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)是稀釋ClO₂以防止爆炸。

（3）根據(jù)工藝流程圖可知，吸收塔內(nèi)的反應(yīng)物為ClO₂、H₂O₂和NaOH溶液，生成物有NaClO₂，所以一定有ClO₂轉(zhuǎn)化為NaClO₂，化合價(jià)降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式為2OH^-+2ClO₂+H₂O₂＝2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O ；H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過(guò)高容易分解，吸收塔的溫度不能超過(guò)20℃，其目的是防止H₂O₂分解。結(jié)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(guò)20℃的原因有利于NaClO₂•3H₂O的析出。

（4）NaOH過(guò)量則溶液呈堿性，測(cè)定溶液酸堿性最簡(jiǎn)單方法是：連續(xù)測(cè)定吸收塔內(nèi)溶液的pH。

（5）根據(jù)題意ClO₂轉(zhuǎn)化為NaClO₂的還原劑為H₂O₂，Na₂O₂溶于水相當(dāng)于H₂O₂，而Na₂S、FeCl₂還原性較強(qiáng)，選a。

（6）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過(guò)過(guò)濾得到粗晶體．所以操作順序?yàn)閎ed；得到的粗晶體經(jīng)過(guò)重結(jié)晶可得到純度更高的晶體。

考點(diǎn)：本題以亞氯酸鈉制備的化學(xué)工藝流程為載體，考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、物質(zhì)的量濃度計(jì)算、氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)和化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作。