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14.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.
③160g/L NaOH溶液是指160g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L,其密度约为1.2g/mL.
(1)160g•L-1 NaOH溶液的质量分数为13.3%.
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是b(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)ClO2发生器中的主要反应方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4,吸收塔内的反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O2+O2
(4)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a(选填序号).
a.Na2O2                b.Na2S                c.FeCl2
(5)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是b、e、d(选填序号).
a.蒸馏        b.蒸发        c.灼烧       d.过滤       e.冷却结晶.

分析 本题是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程,涉及反应器中为了稀释ClO2以防止爆炸需要不断鼓入空气、反应器中的反应原理、吸收塔内发生的反应原理等,还探究了混合物的分离、提纯的操作;
(1)浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少.160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH.令溶液体积为1L,计算氢氧化钠溶液的质量,即可求出溶液的质量分数;
(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.据此解答;
(3)根据题目信息并运用氧化还原反应理论判断反应物、生成物,根据流程信息可知,发生器内是利用SO2还原NaClO3得ClO2,同时得到Na2SO4,结合质量守恒可写出反应方程式,吸收塔内生成NaClO2,一定有ClO2→NaClO2,化合价降低,被还原;则H2O2必定被氧化,有氧气产生.据此书写方程式;
(4)还原性要适中.还原性太强,会将ClO2还原为更低价态产物,影响NaClO2生产;方便后续分离提纯,加入试剂不能干扰后续生产.Na2O2溶于水相当于H2O2
(5)从溶液中得到含结晶水的晶体,只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法,通过过滤得到粗晶体.得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体.

解答 解:(1)浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少.160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH.令溶液体积为1L,则1LNaOH溶液的质量为1L×1000mL/L×1.2g/mL=1200g,所以该溶液氢氧化钠的质量分数为$\frac{160g}{1200g}×100%$=13.3%,故答案为:13.3%;
(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,故选:b;
(3)根据流程信息可知,发生器内SO2还原得NaClO3得ClO2,发生反应的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4,吸收塔内生成NaClO2,所以一定有ClO2→NaClO2,化合价降低,被还原;则H2O2必定被氧化,有氧气产生,反应方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2,故答案为:2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4;2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O2+O2
(5)还原性要适中.还原性太强,会将ClO2还原为更低价态产物,影响NaClO2生产;方便后续分离提纯,加入试剂不能干扰后续生产.Na2O2溶于水相当于H2O2.Na2S、FeCl2还原性较强,生成物与NaClO2分离比较困难,故选:a;
(6)从溶液中得到含结晶水的晶体,只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法,通过过滤得到粗晶体.所以操作顺序为b、e、d,故答案为:b、e、d.

点评 本题以学生比较陌生的亚氯酸钠制备为背景,以过氧化氢法制备亚氯酸钠为主线,考察学生阅读题目获取信息的能力、对浓度概念的理解、对氧化还原反应相关知识的运用、有关实验操作和简单实验设计能力考察以及在新情境下综合运用知识解决问题的能力.题目有一定的难度.

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(1)写出A物质中所含金属元素在周期表中的位置:第四周期第Ⅷ族.
(2)写出化合物L的电子式:.反应②的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl2+Cl2↑+2H2O.
(3)向图中的红褐色透明液体中逐滴滴入HI溶液,可以观察到先产生红褐色沉淀,后红褐色沉淀溶解,红褐色沉淀溶解的离子方程式为2Fe(OH)3+2I-+6H+=I2+2Fe2++6H2O.
(4)由金属氧化物A和C得到其相应的金属,在冶金工业上一般可用①(填序号)方法
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其中从A得到其相应金属也可用铝热法,若反应中1molA参加反应,转移电子的物质的量为8mol.
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(2)吸收塔内的温度不能过高的原因为防止H2O2分解;
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