Question

1．目前全球范圍內(nèi)環(huán)境污染備受關注，化工生產(chǎn)中應大力倡導“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），其工藝流程如圖：

已知：①NaHSO₄溶解度隨溫度的升高而增大，適當條件下可結晶析出．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）反應器Ⅰ中發(fā)生反應的化學方程式為3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O，冷卻的目的是降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結晶析出．
（2）反應器Ⅱ中發(fā)生反應的離子方程式為2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O．
（3）通入反應器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中能代替SO₂的原因是H₂O₂有還原性也能把ClO₂還原為NaClO₂．
（4）Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，是因為它們都具有強氧化性，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：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 NaClO₃和濃H₂SO₄在反應器I中反應：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄，ClO₂在反應器II中與二氧化硫、氫氧化鈉反應2ClO₂+SO₂+4NaOH═2NaClO₂+Na₂SO₄+2H₂O；生成亞氯酸鈉，再得到其晶體；反應器I中得到的溶液通過冷卻過濾得到NaHSO₄晶體，濾液為HClO₄，蒸餾得到純凈的HClO₄．
（1）NaClO₃和濃H₂SO₄在反應器I中反應生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄；冷卻溶液時會析出NaHSO₄晶體；
（2）反應器Ⅱ中ClO₂與二氧化硫、氫氧化鈉反應生成亞氯酸鈉；
（3）H₂O₂具有還原性，能還原ClO₂；
（4）具有強氧化性的物質能用作消毒劑和漂白劑，氯氣和消石灰反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水．

解答 解：（1）反應器Ⅰ中發(fā)生反應的化學方程式為3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；冷卻溶液時會降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結晶析出，
故答案為：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結晶析出；
（2）反應器Ⅱ中ClO₂與二氧化硫、氫氧化鈉反應生成亞氯酸鈉，其反應的離子方程式為：2ClO₂+SO₂+4OH^-═2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+SO₂+4OH^-═2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O；
（3）H₂O₂中O元素為-1價，有還原性，能被強氧化劑氧化，H₂O₂能還原ClO₂，所以入反應器Ⅱ中的SO₂用H₂O₂代替同樣能生成NaClO₂；
故答案為：H₂O₂有還原性也能把ClO₂還原為NaClO₂；
（4）具有強氧化性的物質能用作消毒劑和漂白劑，已知Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，是因為它們都具有強氧化性；用氯氣和消石灰生產(chǎn)漂粉精的化學方程式為2Cl₂+2 Ca（OH ）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案為：強氧化性；2Cl₂+2 Ca（OH ）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，把握制備流程中的反應、混合物分離提純、元素和化合物知識、實驗技能為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．