Question

【題目】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的漂白和殺菌，其一種生產(chǎn)工藝流程如下：

回答下列問題：

(1) 寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式：________________________。

(2) “電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為___________________、___________________。

(3) 亞氯酸鈉(NaClO2)在水溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO、Cl－等，其中HClO2和ClO2都具有漂白作用。經(jīng)測定，25℃時(shí)各組分含量隨pH變化情況如圖所示(Cl－沒有畫出)。則使用該漂白劑的適宜pH________(填“大于”“ 等于”或“小于”)3。

(4) 為了測定NaClO2·3H2O的純度，取上述合成產(chǎn)品10.00 g溶于水配成1000 mL溶液，取出20.00 mL溶液于錐形瓶中，再加入足量硫酸酸化的KI溶液，充分反應(yīng)后加入2～3滴淀粉溶液，用0.2640 mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，通過計(jì)算確定該產(chǎn)品純度是否合格？(合格純度在90%以上)(寫出計(jì)算過程)__________

提示： 2Na2S2O3＋I(xiàn)2===Na2S4O6＋2NaI。

Answer 1

【答案】2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2NaOHNa2CO3小于NaClO2·3H2O～2I2～4Na2S2O3

n(NaClO2·3H2O)＝n(Na2S2O3)＝×0.264 0 mol·L－1 ×0.02L

＝1.32×10－3 mol (2分)

則10.00 g樣品中NaClO2·3H2O總質(zhì)量為：

m(NaClO2·3H2O)總＝1.32×10－3 mol×144.5 g·mol－1×

＝9.537 g (1分)

產(chǎn)品的純度為×100%＝95.37%＞90%

所以該產(chǎn)品為合格產(chǎn)品。(1分)

【解析】本題考查化學(xué)工藝流程，涉及反應(yīng)方程式的書寫、物質(zhì)的除雜和提純、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，（1）生成ClO2時(shí)，需要的反應(yīng)物是H2SO4、SO2、NaClO3，產(chǎn)物是NaHSO4、ClO2，可以寫成NaClO3＋SO2＋H2SO4→NaHSO4＋ClO2↑，NaClO3中Cl的化合價(jià)由＋5價(jià)→＋4價(jià)，化合價(jià)降低1價(jià)，SO2中S的化合價(jià)由＋4價(jià)→＋6價(jià)，化合價(jià)升高2價(jià)，最小公倍數(shù)為2，即NaClO3、ClO2的系數(shù)為2，2NaClO3＋SO2＋H2SO4→NaHSO4＋2ClO2↑，根據(jù)原子守恒，NaHSO4的系數(shù)為2，反應(yīng)方程式為：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2；（2）除去雜質(zhì)，不能引入新的雜質(zhì)，除去Mg2＋用NaOH溶液，除去Ca2＋，用Na2CO3溶液；（3）選擇適宜的pH，應(yīng)是ClO2－的濃度最小，即pH<3；（4）根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，n(NaClO2·3H2O)×4=n(I2)×2，建立的關(guān)系式為：NaClO2·3H2O～2I2，根據(jù)已知信息，建立NaClO2·3H2O和Na2S2O3的關(guān)系式NaClO2·3H2O～2I2～4Na2S2O3，10.00g樣品中NaClO2·3H2O的質(zhì)量為20×10－3×0.264×144.5×1000/(20×4)g=9.537g，產(chǎn)品純度是9.537/10×100%=95.37%>90%，因此產(chǎn)品合格。