Question

6．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160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L．
（1）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
（2）写出发生器中反应的反应方程式2NaClO₃+SO₂=2ClO₂+Na₂SO₄．
（3）吸收装置内发生反应的化学方程式为：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；吸收装置中的温度不能过高，其原因是防止双氧水分解
（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bde（选填序号）；
a．蒸馏       b．蒸发      c．灼烧        d．过滤      e．冷却结晶．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）ClO₂发生器中NaClO₃与SO₂发生氧化还原反应生成ClO₂和Na₂SO₄；
（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，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；
温度过高，H₂O₂容易分解；
（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）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．
（2）ClO₂发生器中NaClO₃与SO₂发生氧化还原反应生成ClO₂和Na₂SO₄，其反应的化学方程式为：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂+Na₂SO₄；
故答案为：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂+Na₂SO₄；
（3）根据流程信息可知，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；
H₂O₂不稳定，温度过高，H₂O₂容易分解，吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H₂O₂分解．
故答案为：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂；防止H₂O₂分解．
（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．Na₂S、FeCl₂还原性较强，生成物与NaClO₂分离比较困难；
故选：a；
（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；所以操作顺序为bed；故答案为：bed．

点评 本题考查物质制备，综合性较强，涉及氧化还原反应、物质分离和提纯的综合应用，明确物质性质及实验基本操作原理是解本题关键，需要学生较强的综合能力，难度较大．