Question

【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如圖，回答下列問題：

（1）ClO2的沸點為283K，純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下更安全．寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式 ．
（2）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2 ．
①在尾氣吸收過程中，可代替H2O2的試劑是（填序號）．
A．Na2O2B．Na2S C．FeCl2D．KMnO4
②提高尾氣的吸收效率的可行措施有（填序號）．
A．尾氣吸收時充分攪拌吸收液B．適當加快尾氣的通入速率C．將溫度控制在20℃以下D．加水稀釋尾氣吸收液
③此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為 ．
（3）在堿性溶液中NaClO2比較穩定，在酸性溶液中，ClO2﹣和H+合為HClO2 ， HClO2
是唯一的亞鹵酸，不穩定，易分解產生Cl2、ClO2和H2O，寫出HClO2分解的化學方程式： ．
（4）已知NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大，NaClO2飽和溶液在38℃以上60℃以下會析出NaClO2 ， 在NaClO2析出過程中可能混有的雜質是（填化學式）．

Answer 1

【答案】
（1）2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2
（2）C；AC；2：1
（3）8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O
（4）NaCl、Na2SO4
【解析】解：（1）NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2 ， 其中NaClO2是氧化劑，還原產物為NaCl，回收產物為NaHSO4 ， 說明生成硫酸氫鈉，且產生ClO2 ， 根據電子守恒可知，此反應的化學方程式為：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2 ，
所以答案是：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2；（2）①在尾氣吸收過程中，過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2 ， 產物為ClO2﹣ ， 則H2O2為還原劑，又不能引入新的雜質，所以可代替H2O2的試劑是Na2O2 ， 故選：A；
②提高尾氣的吸收效率，則可以攪拌、減慢尾氣的通入速率、增大吸收液濃度，又ClO2的沸點為283K，所以將溫度控制在20℃以下也可以提高尾氣的吸收效率，故選：AC；
③由圖可知，利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2 ， 產物為ClO2﹣ ， 則此反應中ClO2為氧化劑，還原產物為ClO2﹣ ， 化合價從+4價降為+3價，H2O2為還原劑，氧化產物為O2 ， 每摩爾H2O2得到2mol電子，依據電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2：1，
所以答案是：2：1；（3）HClO2不穩定，易分解產生Cl2、ClO2和H2O，根據電子守恒可知，分解的化學方程式為8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O，所以答案是：8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O；（4）由制備流程可知，進入電解池中為ClO2和多余SO2氣體，所以利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收尾氣ClO2和多余SO2氣體，產物為ClO2﹣ ， 還會生成Na2SO4 ， 所以最后結晶、干燥的溶液除了含NaClO2還含有NaCl、Na2SO4 ， 又NaCl、Na2SO4 的溶解度隨溫度升高而增大，則在38℃以上60℃以下會析出NaClO2時可能混有的雜質是NaCl、Na2SO4 ， 所以答案是：NaCl、Na2SO4 ．