Question

【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)具有強氧化性，受熱易分解，可作漂白劑、食品消毒劑等。

Ⅰ．亞氯酸鈉的制備

以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下：

（1）提高“反應(yīng)1”反應(yīng)速率的措施有__________________（答出一條即可）。母液中溶質(zhì)的主要成分是___________(填化學式)。

（2）每有1mol SO2參加反應(yīng)，理論上可生成ClO2的物質(zhì)的量為________mol。

（3） “反應(yīng)2”的化學方程式為_____________________________________。

（4）采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”，原因是____________________。

（5）“反應(yīng)2”中使用H2O2而不用其他物質(zhì)的原因是____________________。

Ⅱ．亞氯酸鈉的應(yīng)用

（6）用亞氯酸鈉作水處理劑，水中可能殘留少量亞氯酸鈉，可以加入硫酸亞鐵除去殘留的亞氯酸鹽，硫酸亞鐵除可與亞氯酸鈉反應(yīng)外，還可以起到的作用是____________。

（7）實驗室可用亞氯酸鈉和氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)制備ClO2氣體。寫出上述反應(yīng)的離子方程式為____________________________。

Answer 1

【答案】適當升高反應(yīng)溫度，增大吸收液濃度等 Na2SO4 2 H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 常壓蒸發(fā)溫度過高，亞氯酸鈉容易分解 多余的H2O2可分解為氧氣和水，不引入其它雜質(zhì) Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3具有膠體的性質(zhì)，可以吸附水的雜質(zhì) ClO2－+ClO3－+2H+=2ClO2↑+H2O

【解析】

NaClO3具有強氧化性，溶解后在反應(yīng)器中與二氧化硫反應(yīng)生成ClO2和Na2SO4，ClO2在反應(yīng)器中與雙氧水、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉，經(jīng)減壓蒸發(fā)、結(jié)晶得到其晶體。

(1)對于氣體和液體的反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，可適當升高反應(yīng)溫度，增大吸收液濃度，增大SO2與吸收液的接觸面積等；NaClO3在反應(yīng)器中與二氧化硫反應(yīng)生成ClO2和Na2SO4，所以母液中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4；

(2)反應(yīng)中S元素化合價由+4價升高到+6價，Cl元素化合價由+5價降低到+4價，則每有1mol SO2參加反應(yīng)，理論上可生成ClO2的物質(zhì)的量為2mol；

(3)根據(jù)最終產(chǎn)物NaClO2中氯元素的化合價可知反應(yīng)2中ClO2被雙氧水還原，反應(yīng)的方程式為H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O；

(4)減壓蒸發(fā)在較低溫度下可進行，防止常壓蒸發(fā)溫度過高，造成亞硫酸鈉分解；

(5)用雙氧水做還原劑，產(chǎn)物為水和氧氣，且多余的H2O2可分解為氧氣和水，不引入其它雜質(zhì)；

(6)Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3具有膠體的性質(zhì)，可以吸附水的雜質(zhì)；

(7)亞氯酸鈉和氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)制備ClO2氣體，該過程中亞氯酸鈉中氯元素化合價上升，氯酸鈉中氯元素化合價降低，為歸中氧化還原反應(yīng)，結(jié)合電子守恒和元素守恒可知方程式為ClO2-+ClO3-+2H+=2ClO2↑+H2O。