Question

【題目】NaClO2是一中重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

（1）NaClO2中Cl元素的化合價(jià)為_____________；

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

（3）“尾氣吸收”步驟中發(fā)生的反應(yīng)為2NaOH + H2O2 + 2ClO2 = 2NaClO2 + O2↑ + 2H2O ，其中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_________；若有3 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有__________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O2生成。

（4）“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，是指每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。則NaClO2的有效氯含量為_____（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】+3 2NaClO3 + SO2 + H2SO4 = 2ClO2 + 2NaHSO4 2:1 33.6 1.57

【解析】

由流程圖可知，NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2和NaHSO4，向NaCl溶液中加入ClO2，進(jìn)行電解時(shí)ClO2在陰極得電子生成ClO2-，Cl-在陽極失電子生成Cl2，利用含有過氧化氫的NaOH溶液吸收未參與電解的ClO2氣體，反應(yīng)生成NaClO2、O2和H2O，NaClO2溶液結(jié)晶、干燥得到NaClO2產(chǎn)品。

（1）在NaClO2中Na為+1價(jià)，O為-2價(jià)，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，可得Cl的化合價(jià)為+3價(jià)，故答案為：+3；

（2）NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化劑，還原產(chǎn)物為NaCl，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4，故答案為：2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4；

（3）由反應(yīng)方程式可知生成1mol氧氣，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2mol電子，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1，則若有3 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量為1.5mol，體積為1.5mol×22.4L/mol=33.6L，故答案為：2:1；33.6；

（4）每克NaClO2的物質(zhì)的量n(NaClO2)==mol，獲得電子的物質(zhì)的量是n(e)為mol×4，1 mol Cl2獲得電子的物質(zhì)的量是2 mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，可知其相對(duì)于氯氣的物質(zhì)的量為mol×4×=mol，則氯氣的質(zhì)量為mol×71 g/mol=1.57 g，NaClO2的有效氯含量為1.57，故答案為：1.57。