Question

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂•3H₂O。

②纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。

③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。

（1）160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为          。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是             （用文字说明）。

（2）发生器中鼓入空气的作用可能是   （选填序号）。

a．将SO₂氧化成SO₃，增强酸性；            b．稀释ClO₂以防止爆炸；

c．将NaClO₃氧化成ClO₂

（3）吸收塔内的反应的离子反应方程式为               。

 吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是                            。

（4）在碱性溶液中NaClO₂比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是                                 。

（5）吸收塔中为防止NaClO₂被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H₂O₂外，还可以选择的还原剂是        （选填序号）。

a．Na₂O₂              b．Na₂S               c．FeCl₂

（6）从滤液中得到NaClO₂•3H₂O粗晶体的实验操作依次是   （选填序号）

a．蒸馏       b．蒸发     c．灼烧      d．过滤       e．冷却结晶

要得到更纯的NaClO₂•3H₂O晶体必须进行的操作是       （填操作名称）

 

Answer 1

【答案】

（1）4 mol/L    溶液的密度（2）b

（3）2OH^-+2ClO₂+H₂O₂＝2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O 防止H₂O₂受热分解，有利于NaClO₂•3H₂O的析出

（4）连续测定吸收塔内溶液的pH值  （5） a（6）bed        重结晶

【解析】

试题分析：（1）由信息③知：160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH．根据物质的量浓度的定义式c=n/v计算可得该溶液氢氧化钠的物质的量浓度为4mol/L；根据物质的量浓度和质量分数的换算公式  可知，要计算质量分数还需要知道溶液的密度。

（2）由信息②可知，纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO₂以防止爆炸。

（3）根据工艺流程图可知，吸收塔内的反应物为ClO₂、H₂O₂和NaOH溶液，生成物有NaClO₂，所以一定有ClO₂转化为NaClO₂，化合价降低，被还原；则H₂O₂必定被氧化，有氧气产生，反应的离子方程式为2OH^-+2ClO₂+H₂O₂＝2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O ；H₂O₂不稳定，温度过高容易分解，吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H₂O₂分解。结合信息①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，吸收塔的温度不能超过20℃的原因有利于NaClO₂•3H₂O的析出。

（4）NaOH过量则溶液呈碱性，测定溶液酸碱性最简单方法是：连续测定吸收塔内溶液的pH。

（5）根据题意ClO₂转化为NaClO₂的还原剂为H₂O₂，Na₂O₂溶于水相当于H₂O₂，而Na₂S、FeCl₂还原性较强，选a。

（6）从溶液中得到含结晶水的晶体采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体．所以操作顺序为bed；得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体。

考点：本题以亚氯酸钠制备的化学工艺流程为载体，考查学生阅读题目获取信息的能力、物质的量浓度计算、氧化还原反应相关知识和化学基本实验操作。