Question

【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖的漂白和殺菌，其一種生產工藝流程如下：

回答下列問題：

(1) 寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式：________________________。

(2) “電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為___________________、___________________。

(3) 亞氯酸鈉(NaClO2)在水溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO、Cl－等，其中HClO2和ClO2都具有漂白作用。經測定，25℃時各組分含量隨pH變化情況如圖所示(Cl－沒有畫出)。則使用該漂白劑的適宜pH________(填“大于”“ 等于”或“小于”)3。

(4) 為了測定NaClO2·3H2O的純度，取上述合成產品10.00 g溶于水配成1000 mL溶液，取出20.00 mL溶液于錐形瓶中，再加入足量硫酸酸化的KI溶液，充分反應后加入2～3滴淀粉溶液，用0.2640 mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定，共用去Na2S2O3標準溶液20.00 mL，通過計算確定該產品純度是否合格？(合格純度在90%以上)(寫出計算過程)__________

提示： 2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI。

Answer 1

【答案】2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2NaOHNa2CO3小于NaClO2·3H2O～2I2～4Na2S2O3

n(NaClO2·3H2O)＝n(Na2S2O3)＝×0.264 0 mol·L－1 ×0.02L

＝1.32×10－3 mol (2分)

則10.00 g樣品中NaClO2·3H2O總質量為：

m(NaClO2·3H2O)總＝1.32×10－3 mol×144.5 g·mol－1×

＝9.537 g (1分)

產品的純度為×100%＝95.37%＞90%

所以該產品為合格產品。(1分)

【解析】本題考查化學工藝流程，涉及反應方程式的書寫、物質的除雜和提純、化學計算等知識，（1）生成ClO2時，需要的反應物是H2SO4、SO2、NaClO3，產物是NaHSO4、ClO2，可以寫成NaClO3＋SO2＋H2SO4→NaHSO4＋ClO2↑，NaClO3中Cl的化合價由＋5價→＋4價，化合價降低1價，SO2中S的化合價由＋4價→＋6價，化合價升高2價，最小公倍數為2，即NaClO3、ClO2的系數為2，2NaClO3＋SO2＋H2SO4→NaHSO4＋2ClO2↑，根據原子守恒，NaHSO4的系數為2，反應方程式為：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2；（2）除去雜質，不能引入新的雜質，除去Mg2＋用NaOH溶液，除去Ca2＋，用Na2CO3溶液；（3）選擇適宜的pH，應是ClO2－的濃度最小，即pH<3；（4）根據得失電子數目守恒，n(NaClO2·3H2O)×4=n(I2)×2，建立的關系式為：NaClO2·3H2O～2I2，根據已知信息，建立NaClO2·3H2O和Na2S2O3的關系式NaClO2·3H2O～2I2～4Na2S2O3，10.00g樣品中NaClO2·3H2O的質量為20×10－3×0.264×144.5×1000/(20×4)g=9.537g，產品純度是9.537/10×100%=95.37%>90%，因此產品合格。