Question

【题目】亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的杀菌消毒剂，同时也是对烟气进行脱硫、脱硝的吸收剂。

Ⅰ．以氯酸钠（NaClO3）为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示：

已知：

i.纯ClO2易分解爆炸，空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全；

ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中迅速分解；

iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO23H2O，等于或高于38℃时析出NaClO2晶体，高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。

（1）试剂A应选择_________。（填字母）

a．SO2 b．浓硝酸 c．KMnO4

（2）反应②的离子方程式为_________。

（3）已知压强越大，物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。

（4）下列关于上述流程的说法中，合理的是_________。（填字母）

a．反应①进行过程中应持续鼓入空气

b．反应①后得到的母液中，溶质的主要成分是NaCl

c．反应②中NaOH溶液应过量

d．冷却结晶时温度选择38℃，过滤后进行温水洗涤，然后在低于60℃下进行干燥，得到粗产品NaClO2

Ⅱ．采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。

（5）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×103mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表：

离子	SO42	SO32	NO3	NO2	Cl
c /（mol/L）	8.35×104	6.87×106	1.5×104	1.2×105	3.4×103

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。

②由实验结果可知，脱硫反应速率_________（填“大于”或“小于”）脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外，还可能存在的原因是_________。（答出两条即可）

Answer 1

【答案】 a 2OH + 2ClO2 + H2O2 2ClO2 + O2 + 2H2O 减压可以使物质沸点降低，实验较低温度下进行蒸发，可避免NaClO2因温度高而发生分解 acd 4OH +3ClO2 + 4NO 4NO3 + 3Cl + 2H2O 大于 SO2比NO溶解度更大；在此条件下SO2还原性更强；脱硝反应活化能更大

【解析】NaClO3和浓H2SO4在反应器①中发生还原反应生成ClO2和Na2SO4,所以试剂A可以用二氧化硫, ClO2在反应器②中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠,再得到其晶体。
(1)根据上面的分析可以知道试剂A为SO2,故选a,因此，本题正确答案是:a。
(2)反②中ClO2被双氧水还原成ClO2,反应的离子方程式为2OH+2ClO2+H2O2 2ClO2+O2+2H2O , 因此，本题正确答案是: 2OH + 2ClO2 + H2O2 2ClO2+ O2 + 2H2O

（3）含水的NaClO2受热易分解,所以亚氯酸钠溶液中获得晶体,温度不能太高,所以反应②结束后采用“减压蒸发”操作,在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。因此，本题正确答案是:在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。

（4）根据信息纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10以下比较安全,所以要持续通过量的空气, NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反应②中碱要过量,因为试剂A为二氧化硫, NaClO3被还原成ClO2,所以反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是, Na2SO4。故选acd,因此，本题正确答案是:acd。

(5) ①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式;因此，本题正确答案是:。

②由实验结果可以知道,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高, 因此，本题正确答案是:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。