Question

工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸（沸點(diǎn)：90°C）時(shí)還同時(shí)生產(chǎn)了亞氯酸鈉，其工藝流程如下：

（1）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾操作的常用玻璃儀器有            。
（2）反應(yīng)器I中的溫度最佳為        （填序號(hào)）；操作②的名稱為         。
A. 0°C ；          B. 20°C ；        C. 80°C ；          D. 120°C  
（3）反應(yīng)器II中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為              。
（4）加快反應(yīng)器II中反應(yīng)速率的措施有              （寫(xiě)出一種措施即可）等。從反應(yīng)器II中獲得NaClO₂  粗品的實(shí)驗(yàn)操作依次是        （填序號(hào)，下同），進(jìn)一步提純的操作名稱為        。
A．過(guò)濾  B．重結(jié)晶  C．蒸餾  D．蒸發(fā)濃縮  E．蒸干灼燒  F．冷卻結(jié)晶  G．萃取分液
（5）上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)為        ，副產(chǎn)品除NaClO₂、NaHSO₄外還有        （填化學(xué)式）。

Answer 1

（1）（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯（3分，各1分）
（2）C； 蒸餾 （各1分）
（3）2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O  （2分）
（4）適當(dāng)升高溫度（增大NaOH溶液的濃度、增大氣體（SO₂、ClO₂）和NaOH溶液的接觸面積等）（2分）；DF(A)（2分）；B（1分）
（5）硫酸；Na₂SO₄（各2分）

試題分析： （1）實(shí)驗(yàn)室常用的玻璃儀器有（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯，做題的時(shí)候容易寫(xiě)不全，所以在作答時(shí)聯(lián)想實(shí)驗(yàn)時(shí)的情境，從下往上想不容易出錯(cuò)。
（2）反應(yīng)器I中加入的氯酸鈉在濃硫酸的作用下發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，Cl化合價(jià)+4←+5→+7，因此得到的含氯化合物中有ClO₂ 氣體和高氯酸，所以要得到較高濃度的高氯酸溶液，應(yīng)該盡可能的升溫使ClO₂ 氣體溢出，同時(shí)溫度不能過(guò)高，超過(guò)高氯酸沸點(diǎn)溫度90°C容易使高氯酸氣化，所以最佳溫度應(yīng)該選C，80°C。而在后一階段的濾液中再獲得純凈的高氯酸產(chǎn)品，可以選擇蒸餾，升高溫度至高氯酸沸點(diǎn)溫度，蒸餾得到高氯酸純品。
（3）從反應(yīng)II的前后反應(yīng)物和產(chǎn)物可以看出，Cl的化合價(jià)+4→+3，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，ClO₂ 氣體做氧化劑， SO₂在反應(yīng)中被氧化為了SO₄^2-，有堿參與反應(yīng)生成鹽和水，所以根據(jù)氧化還原得失電子守恒進(jìn)行缺項(xiàng)配平，可得反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O。（4）影響反化學(xué)應(yīng)速率的因素有溫度、濃度、接觸面積等，所以在反應(yīng)器II中要加快反應(yīng)速率，可以通過(guò)適當(dāng)升高溫度、或增大氫氧化鈉的濃度、氣體與溶液的接觸面積等措施來(lái)改變。若要從從反應(yīng)器II中獲得NaClO₂ 晶體粗品，可以通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾的方法得到，故選DFA；進(jìn)一步提純粗品晶體，則應(yīng)該對(duì)該粗產(chǎn)品進(jìn)行重結(jié)晶處理。
（5）上述流程分為2個(gè)生產(chǎn)方向，在生產(chǎn)高氯酸的環(huán)節(jié)中，蒸餾得到高氯酸純品剩下的溶液為硫酸溶液，所以硫酸溶液可以循環(huán)到反應(yīng)器I中加以利用；而在生產(chǎn)副產(chǎn)品NaClO₂中還生成了有Na₂SO₄，所以副產(chǎn)品共有NaClO₂、NaHSO₄、Na₂SO₄ 。