Question

亞氯酸鈉是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺毒．以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：

已知：①NaClO₂的溶解度隨著溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO₂?3H₂O．
②純ClO₂為氣態(tài)，易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
（1）ClO₂發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是

 

（選填序號）．
a．將SO₂氧化成SO₃，增強(qiáng)酸性    b．稀釋ClO₂以防爆炸     c．將NaClO₃氧化為ClO₂
（3）吸收塔內(nèi)的反應(yīng)的離子方程式為

 

．吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是

 

．在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量所需要的試劑是

 

．
（4）從濾液中得到NaClO₂?3H₂O粗晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是

 

、冷卻結(jié)晶、過濾（選填序號）．
a．蒸餾                         b．蒸發(fā)                  c．灼燒
（5）要得到更純的NaClO₂?3H₂O晶體必須進(jìn)行的操作是

 

（填操作名稱）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）由流程圖可知C1O₂發(fā)生器中目的是產(chǎn)生C1O₂，二氧化硫具有還原性，將ClO₃^-還原為C1O₂，自身被氧化為SO₄^2-；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋，以防止爆炸；
（3）根據(jù)題目信息并運(yùn)用氧化還原反應(yīng)理論判斷反應(yīng)物、生成物．根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合價(jià)降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生．據(jù)此書寫方程式，溫度過高，H₂O₂容易分解，氫氧化鈉能使酚酞變紅；
（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體；
（5）得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．

解答： 解：（1）由流程圖可知C1O₂發(fā)生器中目的是產(chǎn)生C1O₂，二氧化硫具有還原性，將ClO₃^-還原為C1O₂，自身被氧化為SO₄^2-，反應(yīng)離子方程式為2SO₂+ClO₃^-=C1O₂+2SO₄^2-；
故答案為：2SO₂+ClO₃^-=C1O₂+2SO₄^2-；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，發(fā)生器中鼓入空氣的作用應(yīng)是稀釋ClO₂，以防止爆炸，故選b；
（3）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合價(jià)降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂．H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是防止H₂O₂分解，吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量所需要的試劑是酚酞，過量時(shí)，顯示紅色，反之不會(huì)顯示紅色．
故答案為：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂═2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；防止H₂O₂受熱分解，有利于NaClO₂?3H₂O的析出；酚酞．
（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體，故答案為：b；
（5）得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：重結(jié)晶．

點(diǎn)評：本題以學(xué)生比較陌生的亞氯酸制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用、有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和簡單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力考察以及在新情境下綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，題目有一定的難度．