Question

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂．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．
②ClO₂的沸点为283K，纯ClO₂易分解爆炸，常用稀有气体或空气稀释防止爆炸性分解
③HClO₂在25℃时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当，可视为强酸．
（1）160g/L NaOH溶液的物质的量浓度为

 

mol/L．
若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个数据是

 

．
（2）ClO₂发生器中所发生反应的化学方程式为

 

．
（3）吸收塔中为防止产生NaClO₂被继续还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中．除H₂O₂
处，还可以选择的还原剂是

 

（填序号）
A、Na₂O₂           B、Na₂S             C、FeCl₂         D、KMnO₄
（4）从滤液中得到NaClO₂?3H2O晶体还必须进行的操作是

 

 （填操作名称）

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少，160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH，令溶液体积为1L，计算氢氧化钠的物质的量，利用c=

n

V

计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度；若计算该溶液的质量分数，则需要知道溶液的总质量，由m=ρV分析；
（2）ClO₂发生器中NaClO₃与SO₂发生氧化还原反应生成ClO₂和Na₂SO₄；
（3）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；
（4）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．

解答： 解：（1）浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少，160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH，令溶液体积为1L，则160gNaOH的物质的量为

160g

40g/mol

=4mol，所以该溶液氢氧化钠的物质的量浓度c（NaOH）=

4mol

1L

=4mol/L；若计算该溶液的质量分数，则需要知道溶液的总质量，由m=ρV，可知还需要知道溶液的密度；
故答案为：4mol/L；溶液的密度；
（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）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；KMnO₄具有强氧化性，不能作还原剂；
故答案为：A；
（4）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体；
故答案为：蒸发、冷却结晶、过滤．

点评：本题以学生比较陌生的亚氯酸钠制备为背景，考察学生阅读题目获取信息的能力、对浓度概念的理解、对氧化还原反应相关知识的运用、有关实验操作和简单实验设计能力考察以及在新情境下综合运用知识解决问题的能力，题目有一定的难度．