Question

工業上生產高氯酸（沸點：90^oC）時還同時生產了亞氯酸鈉，其工藝流程如下：

（1）冷卻過濾的目的是降低NaHSO₄的          ，并分離出NaHSO₄晶體。
（2）反應器2中發生反應的離子方程式為                                           ，SO₂的
作用是作      劑。
（3）上述工業生產高氯酸的化學反應為:3NaClO₃+3H₂SO₄（濃）＝3NaHSO₄+HClO₄+2ClO₂+H₂O，氧化產物與還原產物的物質的量之比為       。
（4）可以通過蒸餾濾液的方法得到高氯酸的原因可能是高氯酸的沸點比較    （填“高”或“低”），容易從溶液中逸出，循環使用的物質是        。

Answer 1

（1）溶解度      （2）2ClO₂＋SO₂＋4OH^－＝2ClO₂^－＋SO₄^2－＋2H₂O；   還原
（3）1：2        （4）低       H₂SO₄

試題分析：（1）在反應器1中，硫酸鈉和硫酸反應獲得的硫酸氫鈉的溶解度隨著溫度的降低而減小，這樣冷卻過濾，可以降低NaHSO₄的溶解度并分離出NaHSO₄晶體。
（2）在反應器2中，可以實現二氧化氯向NaClO₂的轉化，二氧化硫可以作為還原劑把ClO₂還原為NaClO₂，反應的離子方程式為2ClO₂＋SO₂＋4OH^－＝2ClO₂^－＋SO₄^2－＋2H₂O。
（3）根據方程式3NaClO₃+3H₂SO₄（濃）＝3NaHSO₄+HClO₄+2ClO₂+H₂O可知，NaClO₃既是氧化劑，也是還原劑，其中氯元素的化合價從＋5價部分升高到＋7價，部分降低到＋4價，所以高氯酸是氧化產物，二氧化氯是還原產物。根據電子得失守恒可知，氧化產物與還原產物的物質的量之比為1:2。
（4）可以通過蒸餾濾液的方法得到高氯酸，這說明高氯酸的沸點比較低（沸點：90^oC）；根據循環圖可以發現硫酸作為反應物進入反應器1中，又作為生成物在反應器2中生成，可以循環使用。