Question

【題目】目前全球范圍內(nèi)環(huán)境污染備受關(guān)注，化工生產(chǎn)中應(yīng)大力倡導(dǎo)“綠色化學(xué)”和“原子經(jīng)濟(jì)”的理念，工業(yè)生產(chǎn)中的廢物利用尤為重要。工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸時，還同時生產(chǎn)了一種常見的重要含氯消毒劑和漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)，其工藝流程如下：

已知：①NaHSO4溶解度隨溫度的升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出。②高氯酸是至今為止人們已知酸中的最強(qiáng)酸，沸點(diǎn)90℃。請回答下列問題：

（1）反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______，冷卻的目的是____________。

（2）反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

（3）通入反應(yīng)器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，請簡要說明雙氧水在反應(yīng)中能代替SO2的原因是_________________________。

（4）Ca(ClO)2、ClO2、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，請寫出工業(yè)上用氯氣和消石灰生產(chǎn)漂粉精的化學(xué)方程式：___________________________________。

Answer 1

【答案】 3NaClO3+3H2SO4＝HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O 降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4結(jié)晶析出 2ClO2+SO2+4OH－＝2ClO2－+SO42－+2H2O H2O2有還原性也能把ClO2還原為NaClO2 2Cl2+2 Ca(OH )2＝CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O

【解析】（1）根據(jù)加入到反應(yīng)器Ⅰ中的原料有NaClO3、濃硫酸，生成物有ClO2氣體、NaHSO4、HClO4溶液．依據(jù)書寫化學(xué)方程式的規(guī)則，即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時滿足原子的種類和數(shù)目不變，書寫出化學(xué)反應(yīng)方程式為：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；然后將反應(yīng)生成物的溶液冷卻得到NaHSO4晶體，說明硫酸氫鈉的溶解度隨溫度的降低而減小；
（2）根據(jù)通入到反應(yīng)容器Ⅱ中的反應(yīng)物有NaOH、SO2、H2O、ClO2，生成物有NaClO2，氯的化合價由+4價變成了+3價，得到電子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理硫應(yīng)失電子，由+4價變成+6價，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理的氧化劑得到電子總數(shù)等于還原劑失去電子的總數(shù)，則氧化還原反應(yīng)方程式為2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O；
（3）如果將反應(yīng)器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，說明變換物質(zhì)后，氧化還原反應(yīng)照樣能發(fā)生生成NaClO2，也就說明H2O2也具有還原性，也能把ClO2還原為NaClO2；
（4）消毒劑和漂白劑的消毒原理和漂白原理是利用它們的強(qiáng)氧化性來達(dá)到目的．根據(jù)教材知識工業(yè)上制取漂白粉是用氯氣與消石灰反應(yīng)得到的，其反應(yīng)原理為2Cl2+2 Ca(OH )2＝CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O。