Question

6．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种高效氧化、杀菌及漂白剂，其生产工艺如图1：
已知：ClO₂通常为黄色、有特殊刺激性气味气体，是强氧化剂．

（1）反应器中生成ClO₂的化学方程式是SO₂+2NaClO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄．
（2）肯定可以用于替换SO₂的物质是③．
①Cl₂O₇②H₂S             ③Na₂SO₃④SO₃
（3）电解池内的电解过程如图2所示．
①阳极产物的检验方法是用湿润的KI淀粉试纸接近阳极气体排出口，若变蓝证明有氯气产生．
②阴极反应式是ClO₂+Na⁺+e^-=NaClO₂．
③总反应方程式是2ClO₂+2NaCl=2NaClO₂+Cl₂．
（4）吸收器中反应的离子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
（5）结晶器中需要进行的操作是蒸发结晶．

Answer 1

分析 （1）反应器中的反应是稀硫酸和NaClO₃，通入SO₂反应，生成ClO₂和NaHSO₄，反应为氧化还原反应，注意配平，据此写出反应的化学方程式；
（2）反应过程中SO₂主要起还原剂的作用，肯定可以替换SO₂的，考虑S的化合价为+4价，据此分析；
（3）①根据装置图分析，与外电源正极连接的电极为阳极，阳极产生Cl₂，检验Cl₂用湿润的淀粉KI试纸；
②阴极处，通入ClO₂，ClO₂得到电子，发生还原反应，Na⁺通过离子交换膜进入阴极参加反应，据此写出电极反应式；
③总反应式ClO₂和食盐水在电解池中反应生成Cl₂和NaClO₂，据此写出总反应式；
（4）吸收器中，ClO₂和NaOH和H₂O₂发生反应，生成NaClO₂，H₂O₂作为还原剂，氧化产物为O₂，是一个氧化还原反应，注意配平，据此写出反应的离子方程式；
（5）结晶器中主要是使溶液析出晶体，则操作为蒸发结晶．

解答 解：（1）反应器中的反应是稀硫酸和NaClO₃，通入SO₂反应，生成ClO₂和NaHSO₄，反应为氧化还原反应，注意配平，则反应器中生成ClO₂的化学方程式是：SO₂+2NaClO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄，
故答案为：SO₂+2NaClO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄；
（2）反应过程中SO₂主要起还原剂的作用，肯定可以替换SO₂的，考虑S的化合价为+4价，所以肯定可以替换SO₂的是Na₂SO₃，故选③，
故答案为：③；
（3）①根据装置图分析，与外电源正极连接的电极为阳极，阳极产生Cl₂，检验Cl₂用湿润的淀粉KI试纸，检验方法是：用湿润的KI淀粉试纸接近阳极气体排出口，若变蓝证明有氯气产生，
故答案为：用湿润的KI淀粉试纸接近阳极气体排出口，若变蓝证明有氯气产生；
②阴极处，通入ClO₂，ClO₂得到电子，发生还原反应生成ClO₂^-，Na⁺通过离子交换膜进入阴极参加反应，则阴极反应式是：ClO₂+Na⁺+e^-=NaClO₂，
故答案为：ClO₂+Na⁺+e^-=NaClO₂；
③总反应式ClO₂和食盐水在电解池中反应生成Cl₂和NaClO₂，则总反应方程式是：2ClO₂+2NaCl=2NaClO₂+Cl₂，
故答案为：2ClO₂+2NaCl=2NaClO₂+Cl₂；
（4）吸收器中，ClO₂和NaOH和H₂O₂发生反应，生成NaClO₂，H₂O₂作为还原剂，氧化产物为O₂，是一个氧化还原反应，则吸收器中反应的离子方程式是：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂，
故答案为：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（5）结晶器中主要是使溶液析出晶体，则操作为蒸发结晶，
故答案为：蒸发结晶．

点评 本题主要考查电解原理，以制取NaClO₂为背景，涉及氧化还原反应方程式的书写和配平，电极反应式的书写，明确电解池发生的反应是关键，题目难度中等．