Question

19．NaClO₂是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如圖，回答下列問題：

（1）ClO₂的沸點為283K，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下更安全．寫出“反應”步驟中生成ClO₂的化學方程式2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂．
（2）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO₂．
①在尾氣吸收過程中，可代替H₂O₂的試劑是C（填序號）．
A．Na₂O₂B．Na₂S   C．FeCl₂D．KMnO₄
②提高尾氣的吸收效率的可行措施有AC（填序號）．
A．尾氣吸收時充分攪拌吸收液B．適當加快尾氣的通入速率C．將溫度控制在20℃以下D．加水稀釋尾氣吸收液
③此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為2：1．
（3）在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，在酸性溶液中，ClO₂^-和H⁺合為HClO₂，HClO₂
是唯一的亞鹵酸，不穩(wěn)定，易分解產生Cl₂、ClO₂和H₂O，寫出HClO₂分解的化學方程式：8HClO₂=Cl₂↑+6ClO₂↑+4H₂O．
（4）已知NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，NaClO₂飽和溶液在38℃以上60℃以下會析出NaClO₂，在NaClO₂析出過程中可能混有的雜質是NaCl、Na₂SO₄（填化學式）．

Answer 1

分析 由制備流程可知，NaClO₃和SO₂在H₂SO₄酸化條件下生成ClO₂，其中NaClO₃是氧化劑，回收產物為NaHSO₄，說明生成硫酸氫鈉，且產生ClO₂，根據電子守恒可知，此反應的化學方程式為2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，然后電解裝置中陰極ClO₂得電子生成ClO₂^-，陽極Cl^-失電子生成Cl₂，含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，產物為ClO₂^-，最后NaClO₂溶液結晶、干燥得到產品，以此來解答．

解答 解：（1）NaClO₃和SO₂在H₂SO₄酸化條件下生成ClO₂，其中NaClO₂是氧化劑，還原產物為NaCl，回收產物為NaHSO₄，說明生成硫酸氫鈉，且產生ClO₂，根據電子守恒可知，此反應的化學方程式為：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，
故答案為：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂；
（2）①在尾氣吸收過程中，過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，產物為ClO₂^-，則H₂O₂為還原劑，又不能引入新的雜質，所以可代替H₂O₂的試劑是Na₂O₂，故選：A；
②提高尾氣的吸收效率，則可以攪拌、減慢尾氣的通入速率、增大吸收液濃度，又ClO₂的沸點為283K，所以將溫度控制在20℃以下也可以提高尾氣的吸收效率，故選：AC；
③由圖可知，利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，產物為ClO₂^-，則此反應中ClO₂為氧化劑，還原產物為ClO₂^-，化合價從+4價降為+3價，H₂O₂為還原劑，氧化產物為O₂，每摩爾H₂O₂得到2mol電子，依據電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2：1，
故答案為：2：1；
（3）HClO₂不穩(wěn)定，易分解產生Cl₂、ClO₂和H₂O，根據電子守恒可知，分解的化學方程式為8HClO₂=Cl₂↑+6ClO₂↑+4H₂O，故答案為：8HClO₂=Cl₂↑+6ClO₂↑+4H₂O；
（4）由制備流程可知，進入電解池中為ClO₂和多余SO₂氣體，所以利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收尾氣ClO₂和多余SO₂氣體，產物為ClO₂^-，還會生成Na₂SO₄，所以最后結晶、干燥的溶液除了含NaClO₂還含有NaCl、Na₂SO₄，又NaCl、Na₂SO₄ 的溶解度隨溫度升高而增大，則在38℃以上60℃以下會析出NaClO₂時可能混有的雜質是NaCl、Na₂SO₄，故答案為：NaCl、Na₂SO₄．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高考常見題型，把握制備流程及發(fā)生的反應為解答的關鍵，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意混合物分離、元素化合物知識等，題目難度不大．