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．如圖是過氧化氫法生產(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．
②純ClO₂為氣態(tài)，易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L．
（1）160g/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)，還需要一個(gè)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(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)的化學(xué)方程式為

 

．吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是

 

．
（4）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)）、冷卻、結(jié)晶、過濾．
a．蒸餾　　　　b．蒸發(fā)　　　c．灼燒
（5）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

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）令溶液體積為1L，則氫氧化鈉的質(zhì)量為160g，求出物質(zhì)的量，再求濃度；根據(jù)m（溶液）=ρV分析；
（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，以防止爆炸；
（3）根據(jù)題目信息并運(yùn)用氧化還原反應(yīng)理論判斷反應(yīng)物、生成物．根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合價(jià)降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生．據(jù)此書寫方程式，溫度過高，H₂O₂容易分解；
（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；
（5）得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．

解答： 解：（1）令溶液體積為1L，則氫氧化鈉的質(zhì)量為160g，n（NaOH）=

m

M

=

160g

40g/mol

=4mol，則c=

n

V

=4mol/L；
若要計(jì)算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，必須知道溶液的質(zhì)量，據(jù)m（溶液）=ρV可知，還要知道溶液的密度；
故答案為：4mol/L；溶液的密度；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，發(fā)生器中鼓入空氣的作用應(yīng)是稀釋ClO₂，以防止爆炸，故答案為：b；
（3）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→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)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂．H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是防止H₂O₂分解，吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量．
故答案為：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂═2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；防止H₂O₂受熱分解，有利于NaClO₂?3H₂O的析出；
（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，故答案為：b；
（5）得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：重結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng)：本題以亞氯酸制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對(duì)濃度概念的理解、對(duì)氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用、有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和簡單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力考察以及在新情境下綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，題目有一定的難度．