Question

(15 分) 亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是制取亚氯酸钠的工艺流程：

已知：①NaClO₂的溶解度随着温度升高而增大，适当条件下可结晶析出。

②ClO₂气体只能保持在稀释状态下以防止爆炸性分解，且需现合成现用。

③ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。

（1）在无隔膜电解槽中持续电解一段时间后，生成氢气和NaClO₃，请写出阳极的电极反应方程式：                                 。

（2）反应生成ClO₂气体需要X酸酸化的原因为：                   。X酸为      。

（3）吸收塔内的温度不能过高的原因为：           

（4）吸收塔内ClO₂随着还原剂的不同和溶液酸碱性的变化可被还原为ClO₂^—或Cl^—。ClO₂被S^2—还原为ClO₂^—、Cl^—的转化率与溶液pH的关系如右图所示。

请写出pH≤2时ClO₂与S^2—反应的离子方程式：                                      。

（5）第二步向NaClO₃溶液中通SO₂的同时通入空气的原因为：                          。

（6）从滤液中得到NaClO₂·3H₂O粗晶体的操作步骤为

              、               、              。

 

Answer 1

【答案】

(15 分)

(1) Cl^—+6e^—+6OH^—==ClO₃^—+3H₂O（2分）

(2) ClO₂只能在酸性环境中存在。（2分）   硫酸。（2分）

(3)防止H₂O₂分解（2分）

(4) 2ClO₂+5S^2—+ 8H⁺ ==2Cl^—+5S↓+4H₂O （2分）

(5)稀释ClO₂气体，防止爆炸。（2分）

(6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。（3分）

【解析】

试题分析：（1）阳极上物质得到电子，故电极方程式为Cl^—+6e^—+6OH^—==ClO₃^—+3H₂O。

（2）ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在，即ClO₂气体只能在酸性环境中存在，酸为硫酸。

（3）温度不能过高的原因为防止H₂O₂分解。

（4）根据图中所示，pH≤2时，ClO₂转化为Cl^—，故离子方程式为2ClO₂+5S^2—+ 8H⁺ ==2Cl^—+5S↓+4H₂O。

（5）ClO₂气体只能保持在稀释状态下以防止爆炸性分解，故通SO₂的同时通入空气的原因为稀释ClO₂气体，防止爆炸。

（6）晶体的析出一般步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。注意条件的控制。

考点：化学实验 电解原理 晶体析出操作

点评：本题是有关实验方案的设计和评价的考查，要求学生熟悉所实验的内容及原理，能够考查同学们进行分析问题、解决问题的能力。