Question

9．亞氯酸鈉（NaC1O₂）也是一種重要的含氯消毒劑．如圖所示是過氧化氫法生產(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C1O₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
③吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+O₂↑+2H₂0．
（1）發(fā)生器中鼓入空氣的作用是稀釋ClO₂以防止爆炸．
（2）吸收塔的溫度不能過高，其目的是防止H₂O₂分解．
（3）在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量的最簡單實驗方法是連續(xù)測定吸收塔內(nèi)溶液的pH．
（4）吸收塔中為防止NaClO₂被還原成NaC1，所用還原劑的還原性應(yīng)適中．除H₂O₂外，還可選用的還原劑是a（填序號）．
a．Na₂O₂  b．Na₂S  c．FeC1₂
（5）從濾液中得到NaClO₂•3H₂O晶體的實驗操作依次是加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾．

Answer 1

分析 本題是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖，考查了質(zhì)量體積濃度與物質(zhì)的量濃度之間的換算，此時只要注意結(jié)合公式就可完成解答，因純ClO₂易分解爆炸需要利用空氣進(jìn)行稀釋，要關(guān)注過氧化氫的穩(wěn)定性防分解，并合理利用氧化還原反應(yīng)的理論進(jìn)行分析解題．
（1）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．據(jù)此解答．
（2）吸收塔內(nèi)參加反應(yīng)的過氧化氫穩(wěn)定性較差，受熱易分解；
（3）NaOH過量則溶液呈堿性，但考慮到該溶液有強氧化性，選擇指示劑或pH試紙檢驗會遇到氧化褪色問題，故工業(yè)生產(chǎn)中主要是用pH計連續(xù)測定溶液pH；
（4）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；
（5）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，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）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．
故答案為：稀釋ClO₂以防止爆炸；
（2）過氧化氫穩(wěn)定性較差，溫度高了易分解，故溫度不宜太高，故答案為：防止H₂O₂分解；
（3）NaOH過量則溶液呈堿性，但考慮到該溶液有強氧化性，選擇指示劑或pH試紙檢驗會遇到氧化褪色問題，故生產(chǎn)中主要是用pH計連續(xù)測定溶液pH，故答案為：連續(xù)測定吸收塔內(nèi)溶液的pH；
（4）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，就選擇過氧化鈉，故答案為：a；
（5）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，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：加熱蒸發(fā)；冷卻結(jié)晶．

點評 本題以學(xué)生比較陌生的亞氯酸鈉制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，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．