Question

【題目】NaClO2 廣泛用于造紙工業(yè)、污水處理等。工業(yè)上生產(chǎn)NaClO2 的工藝流程如下：

ClO2發(fā)生器中的反應(yīng)為SO2 + 2NaClO3 + H2SO4 = 2ClO2↑+ 2NaHSO4

(1)NaClO3中Cl的化合價(jià)_______，上述反應(yīng)中氧化劑是_______ ，被氧化的元素為_______。請(qǐng)用雙線橋法表示該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目SO2 + 2NaClO3 + H2SO4 = 2ClO2↑+ 2NaHSO4_______________________反應(yīng)后，若產(chǎn)生0.6 mol氣體，則電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為 _______mol。

(2)吸收器中反應(yīng)溫度不能高于5℃的可能原因有 _______

(3)反應(yīng)結(jié)束后，向ClO2發(fā)生器中通入一定量空氣的目的是_______

Answer 1

【答案】+5 NaClO3 S 0.6 防止過(guò)氧化氫分解，提高ClO2的吸收率 趕出ClO2,確保其被充分吸收

【解析】

(1)根據(jù)化合物中元素的化合價(jià)的代數(shù)和等于0分析元素化合價(jià)；根據(jù)氧化劑獲得電子，被還原；還原劑失去電子，被氧化，得到氧化產(chǎn)物，元素化合價(jià)升降數(shù)目等于反應(yīng)過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目；

(2)根據(jù)H2O2的穩(wěn)定性與溫度的關(guān)系分析；

(3)根據(jù)裝置內(nèi)含有ClO2的情況分析判斷。

(1)在任何化合物中，所有元素化合價(jià)的化合價(jià)的代數(shù)和等于0，在NaClO3中Na是+1價(jià)，O是-2價(jià)，所以Cl元素的化合價(jià)為+5價(jià)；

在該反應(yīng)中，Cl元素的化合價(jià)由反應(yīng)前NaClO3中的+5價(jià)，變?yōu)榉磻?yīng)后ClO2中的+4價(jià)，化合價(jià)降低，獲得電子2×e-，所以NaClO3做氧化劑；S元素的化合價(jià)由反應(yīng)前SO2中的+4價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后NaHSO4中的+6價(jià)，化合價(jià)升高，失去電子2e-，SO2作還原劑，其中的S元素被氧化，用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移為：；

根據(jù)反應(yīng)方程式可知：在該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移2mol電子，反應(yīng)產(chǎn)生2molClO2 氣體，若反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.6mol電子，則反應(yīng)產(chǎn)生ClO2氣體的物質(zhì)的量是0.6mol；

(2)在反應(yīng)過(guò)程中使用H2O2，該物質(zhì)不穩(wěn)定，溫度高容易發(fā)生分解反應(yīng)而變質(zhì)，反應(yīng)溫度控制在5℃以內(nèi)，就防止過(guò)氧化氫分解，從而提高ClO2的吸收率；

(3)反應(yīng)結(jié)束后，發(fā)生器中仍有少量ClO2，用空氣可以將其排出，確保其被充分吸收。