Question

19．亚氯酸钠（NaClO₂）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等．
已知：①亚氯酸钠（NaClO₂）受热易分解．
②NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂•3H₂O．
③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．
以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

（1）“反应l”需要鼓入空气，空气的作用是稀释ClO₂以防爆炸
（2）“反应2”的化学方程式为H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解．
结晶后需要对晶体洗涤，为了减少溶解损失，可以用冰水或酒精洗涤晶体．
（4）从“母液”中可回收的主要物质是Na₂SO₄．
（5）要得到纯的亚氯酸钠晶体（NaClO₂•3H₂O），对粗产品必须进行的操作名称是重结晶．

Answer 1

分析 NaClO₃和浓H₂SO₄在反应器I中与二氧化硫反应生成ClO₂和Na₂SO₄，ClO₂在反应器II中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠，再得到其晶体，
（1）有流程图可知“反应1”中有ClO₂生成，纯ClO₂易分解爆炸，通空气的目的是防爆炸；
（2）“反应2”是ClO₂在碱性条件下被过氧化氢氧化得到NaClO₂，可结合电子守恒及原子守恒写出此反应的化学方程式；
（3）减压蒸发在较低温度下可进行，防止温度过高而导致物质分解，洗涤时为减少损失可从降低溶解度的角度分析，可选择冷水或酒精作洗涤剂；
（4）有流程图可知，溶解氯酸钠使用了硫酸，“反应1”通SO₂作还原剂，氧化产物是硫酸钠；
（5）粗产品中还含有其它可溶性盐，可结合溶解度随温度变化情况，选择分离方法．

解答 解：NaClO₃和浓H₂SO₄在反应器I中与二氧化硫反应生成ClO₂和Na₂SO₄，ClO₂在反应器II中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠，通过冷却结晶与重结晶得到其晶体，
（1）“反应1”因纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全，故答案为：稀释ClO₂以防爆炸；
（2）根据生成NaClO₂目标物的特点可知，反应的方程式为H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂，反应中Cl元素的化合价降低，则ClO₂为氧化剂，
故答案为：H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（3）减压蒸发在较低温度下可进行，防止常压蒸发温度过高，亚硫酸钠容易分解，选择冰水或酒精洗涤，可减少晶体的溶解引起的损失，8故答案为：常压蒸发温度过高，亚硫酸钠容易分解；冰水或酒精；
（4）氯酸钠与二氧化硫在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO₂和Na₂SO₄，则母液中应含有Na₂SO₄，故答案为：Na₂SO₄；
（5）结合溶解度的差异，采用重结晶进行分离提纯，得到纯的亚氯酸钠晶体，故答案为：重结晶．

点评 本题考查物质的制备实验的工业设计，题目难度中等，本题注意把握物质的性质，从质量守恒的角度以及氧化还原反应的特点判断生成物，为解答该题的关键，也是易错点．