Question

【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化劑和優質漂白劑。一種以氯酸鈉(NaClO3)為原料制備NaClO2粗品的工藝流程如下圖所示：

已知：

①純ClO2易分解爆炸，空氣中ClO2的體積分數在10%以下比較安全；

②NaClO2在堿性溶液中穩定存在，在酸性溶液中迅速分解；

③含水NaClO2受熱易分解。

(1) 試劑A可以選擇___________(填字母序號)。

a. SO2 b. 濃硝酸 c. KMnO4

(2) 下列關于上述流程的說法中，合理的是________(填字母序號)。

a. 反應Ⅰ進行過程中應持續鼓入空氣

b. 反應Ⅰ后得到的母液中，溶質的主要成分是NaCl

c. 反應Ⅱ中NaOH 應過量

(3) 反應Ⅱ的離子方程式為 。

(4) 已知壓強越大，物質的沸點越高。反應Ⅱ結束后采用“減壓蒸發”操作的原因是_________________。

(5) NaClO2變質可分解為NaClO3和NaCl。取等質量變質前后的NaClO2試樣均配成溶液，分別與足量FeSO4溶液反應時，消耗Fe2+的物質的量 。（填“相同”，“不同”或“無法判斷”）

(6) 中間產物二氧化氯(ClO2)在生產生活中也有廣泛應用。用ClO2處理泄漏的氰化鈉(NaCN)，得到無毒的NaCl、N2 和CO2。若處理含NaCN 4×10-5mol ·L-1的廢水 1000L，至少需要ClO2 的質量為___________g。

(7) ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。寫出該制備反應的化學方程式 。

Answer 1

【答案】（1）a(2分) （2）ac(2分)

（3）2ClO2 + H2O2 + 2OH- === 2ClO2- + 2H2O + O2(2分)

（4）在較低溫度蒸發濃縮，可防止溫度過高NaClO2分解(2分)

（5）相同(2分)（6）2.7(2分)

（7）5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O(2分)

【解析】

試題分析：（1）結合流程圖可知，反應Ι為ClO3-到ClO2，氯元素化合價降低，需加入還原劑A發生氧化還原反應，b、c均為氧化劑，所以試劑A選擇a；

（2）反應Ⅰ進行過程中需不斷鼓入空氣，使二氧化氯的含量保持低濃度，且反應I后的母液中含有硫酸鈉，因為二氧化氯在堿性條件下穩定存在，所以加入NaOH應過量，答案選ac。

（3）由流程圖最后的產品為NaClO2可知，該過程中氯元素被還原，所以反應II的離子方程式為：2ClO2 + H2O2 + 2OH- === 2ClO2- + 2H2O + O2；

（4）因為壓強越大，物質的沸點越高，所以反應Ⅱ結束后采用“減壓蒸發”操作的原因是在較低溫度蒸發濃縮，可防止溫度過高NaClO2分解。

（5）NaClO2變質可分解為NaClO3和NaCl，Cl元素從+3價變為+5價和-1價，反應為3NaClO2=2NaClO3+ NaCl，NaClO2試樣與足量FeSO4溶液反應3ClO2- + 12Fe2+ + 6H2O = 4Fe(OH)3↓ + 3Cl- + 8Fe3+，最終得到Cl元素由+3價變為-1價，所以NaClO2變質前后分別與Fe2+反應時，最終均得到等量NaCl，Cl元素均由+3價變為-1價，根據電子守恒，兩個過程中得到的電子的物質的量相同

（6）由題給條件反應的方程式為：2ClO2 + 2NaCN = 2NaCl + N2 + 2CO2 ，n(NaCN) = 4 × 10-5 × 1000 = 0.04 mol，由化學方程式可知n(ClO2) = 0.04mol ，m(ClO2) = 0.04 × 67.5 = 2.7g。

（7）ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。則該反應的化學方程式為5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O。