Question

18．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種高效氧化劑和漂白劑，主要用于棉紡、紙漿漂白和魚(yú)藥的制造．制備亞氯酸鈉的工藝流程如下：

（1）要加快步驟①的反應(yīng)速率，可采取的措施為升高溫度或增大硫酸的濃度．（寫(xiě)一種即可）
（2）步驟①的離子方程式為2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂+SO₄^2-，每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L的ClO₂，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為N_A．
（3）步驟②中H₂O₂的作用是還原劑；從“反應(yīng)混合液”到“產(chǎn)品”的過(guò)程中先需蒸發(fā)溶劑，寫(xiě)出蒸發(fā)所需的硅酸鹽儀器的名稱酒精燈，蒸發(fā)皿，玻璃棒．
（4）NaClO₂產(chǎn)品中通常混有少量NaCl．取樣品wg，測(cè)得Na的物質(zhì)的量為nmol，則該樣品中NaClO₂的物質(zhì)的量為$\frac{w-58.5n}{32}$mol．

Answer 1

分析 NaClO₃在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂，然后與過(guò)氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO₂，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾可得到NaClO₃，
（1）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素采取合適的措施；
（2）反應(yīng)①為NaClO₃在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂，根據(jù)元素守恒和電荷守恒書(shū)寫(xiě)離子方程式，根據(jù)方程式可計(jì)算出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目；
（3）步驟②ClO₂與過(guò)氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO₂，根據(jù)化合價(jià)的變化可知，雙氧水將ClO₂還原成NaClO₂；蒸發(fā)操作通常要用到酒精燈，蒸發(fā)皿，玻璃棒等；
（4）根據(jù)NaClO₂和NaCl的總質(zhì)量及鈉的元素的總物質(zhì)的量列方程組可求得NaClO₂的物質(zhì)的量；

解答 解：（1）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素可知，要加快步驟①的反應(yīng)速率可以升高溫度或增大硫酸的濃度等，
故答案為：升高溫度或增大硫酸的濃度；
（2）NaClO₃在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂，方程式為2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂+SO₄^2-，每生成22.4L ClO₂，即1mol，反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)由+價(jià)降低到+4價(jià)，則轉(zhuǎn)移1mol電子，
故答案為：2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂+SO₄^2-；N_A；
（3）NaClO₂與過(guò)氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO₂，方程式為H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂，根據(jù)化合價(jià)的變化可知，雙氧水的作用是還原劑，蒸發(fā)操作通常要用到酒精燈，蒸發(fā)皿，玻璃棒等，
故答案為：還原劑；酒精燈，蒸發(fā)皿，玻璃棒；
（3）從“亞氯酸鈉溶液”到“粗產(chǎn)品”需經(jīng)過(guò)的操作依次是蒸發(fā)（濃縮）、（冷卻）結(jié)晶、過(guò)濾，
故答案為：蒸發(fā)（濃縮）；（冷卻）結(jié)晶；過(guò)濾；
（4）設(shè)NaClO₂的物質(zhì)的量為xmol，NaCl的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)題意有$\left\{\begin{array}{l}{x+y=n}\\{90.5x+58.5y=w}\end{array}\right.$，解得x=$\frac{w-58.5n}{32}$，即NaClO₂的物質(zhì)的量為$\frac{w-58.5n}{32}$，
故答案為：$\frac{w-58.5n}{32}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)的工業(yè)設(shè)計(jì)，題目難度中等，本題注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，從質(zhì)量守恒的角度以及氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)判斷生成物，為解答該題的關(guān)鍵，也是易錯(cuò)點(diǎn)．