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“綠色化學”和“原子經(jīng)濟”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酸，沸點90℃。請回答下列問題：

（1）反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_______，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)書寫化學方程式的規(guī)則，即發(fā)生化學反應(yīng)時滿足原子的種類和數(shù)目不變，書寫出化學反應(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氧化性來達到目的．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。