Question

19．NaClO₂是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如圖，回答下列問(wèn)題：

（1）ClO₂的沸點(diǎn)為283K，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下更安全．寫(xiě)出“反應(yīng)”步驟中生成ClO₂的化學(xué)方程式2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂．
（2）“尾氣吸收”是吸收“電解”過(guò)程排出的少量ClO₂．
①在尾氣吸收過(guò)程中，可代替H₂O₂的試劑是C（填序號(hào)）．
A．Na₂O₂B．Na₂S   C．FeCl₂D．KMnO₄
②提高尾氣的吸收效率的可行措施有AC（填序號(hào)）．
A．尾氣吸收時(shí)充分?jǐn)嚢栉�收液B．適當(dāng)加快尾氣的通入速率C．將溫度控制在20℃以下D．加水稀釋尾氣吸收液
③此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1．
（3）在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，在酸性溶液中，ClO₂^-和H⁺合為HClO₂，HClO₂
是唯一的亞鹵酸，不穩(wěn)定，易分解產(chǎn)生Cl₂、ClO₂和H₂O，寫(xiě)出HClO₂分解的化學(xué)方程式：8HClO₂=Cl₂↑+6ClO₂↑+4H₂O．
（4）已知NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，NaClO₂飽和溶液在38℃以上60℃以下會(huì)析出NaClO₂，在NaClO₂析出過(guò)程中可能混有的雜質(zhì)是NaCl、Na₂SO₄（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 由制備流程可知，NaClO₃和SO₂在H₂SO₄酸化條件下生成ClO₂，其中NaClO₃是氧化劑，回收產(chǎn)物為NaHSO₄，說(shuō)明生成硫酸氫鈉，且產(chǎn)生ClO₂，根據(jù)電子守恒可知，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，然后電解裝置中陰極ClO₂得電子生成ClO₂^-，陽(yáng)極Cl^-失電子生成Cl₂，含過(guò)氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，產(chǎn)物為ClO₂^-，最后NaClO₂溶液結(jié)晶、干燥得到產(chǎn)品，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）NaClO₃和SO₂在H₂SO₄酸化條件下生成ClO₂，其中NaClO₂是氧化劑，還原產(chǎn)物為NaCl，回收產(chǎn)物為NaHSO₄，說(shuō)明生成硫酸氫鈉，且產(chǎn)生ClO₂，根據(jù)電子守恒可知，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，
故答案為：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂；
（2）①在尾氣吸收過(guò)程中，過(guò)氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，產(chǎn)物為ClO₂^-，則H₂O₂為還原劑，又不能引入新的雜質(zhì)，所以可代替H₂O₂的試劑是Na₂O₂，故選：A；
②提高尾氣的吸收效率，則可以攪拌、減慢尾氣的通入速率、增大吸收液濃度，又ClO₂的沸點(diǎn)為283K，所以將溫度控制在20℃以下也可以提高尾氣的吸收效率，故選：AC；
③由圖可知，利用含過(guò)氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，產(chǎn)物為ClO₂^-，則此反應(yīng)中ClO₂為氧化劑，還原產(chǎn)物為ClO₂^-，化合價(jià)從+4價(jià)降為+3價(jià)，H₂O₂為還原劑，氧化產(chǎn)物為O₂，每摩爾H₂O₂得到2mol電子，依據(jù)電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：2：1；
（3）HClO₂不穩(wěn)定，易分解產(chǎn)生Cl₂、ClO₂和H₂O，根據(jù)電子守恒可知，分解的化學(xué)方程式為8HClO₂=Cl₂↑+6ClO₂↑+4H₂O，故答案為：8HClO₂=Cl₂↑+6ClO₂↑+4H₂O；
（4）由制備流程可知，進(jìn)入電解池中為ClO₂和多余SO₂氣體，所以利用含過(guò)氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收尾氣ClO₂和多余SO₂氣體，產(chǎn)物為ClO₂^-，還會(huì)生成Na₂SO₄，所以最后結(jié)晶、干燥的溶液除了含NaClO₂還含有NaCl、Na₂SO₄，又NaCl、Na₂SO₄ 的溶解度隨溫度升高而增大，則在38℃以上60℃以下會(huì)析出NaClO₂時(shí)可能混有的雜質(zhì)是NaCl、Na₂SO₄，故答案為：NaCl、Na₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高考常見(jiàn)題型，把握制備流程及發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意混合物分離、元素化合物知識(shí)等，題目難度不大．