Question

亚氯酸钠是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀毒．以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随着温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂?3H₂O．
②纯ClO₂为气态，易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全．
（1）ClO₂发生器中发生反应的离子方程式为

 

．
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是

 

（选填序号）．
a．将SO₂氧化成SO₃，增强酸性    b．稀释ClO₂以防爆炸     c．将NaClO₃氧化为ClO₂
（3）吸收塔内的反应的离子方程式为

 

．吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是

 

．在碱性溶液中NaClO₂比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量所需要的试剂是

 

．
（4）从滤液中得到NaClO₂?3H₂O粗晶体的实验操作依次是

 

、冷却结晶、过滤（选填序号）．
a．蒸馏                         b．蒸发                  c．灼烧
（5）要得到更纯的NaClO₂?3H₂O晶体必须进行的操作是

 

（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,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）由流程图可知C1O₂发生器中目的是产生C1O₂，二氧化硫具有还原性，将ClO₃^-还原为C1O₂，自身被氧化为SO₄^2-；
（2）由信息②可知，纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释，以防止爆炸；
（3）根据题目信息并运用氧化还原反应理论判断反应物、生成物．根据流程信息可知，吸收塔内生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合价降低，被还原；则H₂O₂必定被氧化，有氧气产生．据此书写方程式，温度过高，H₂O₂容易分解，氢氧化钠能使酚酞变红；
（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；
（5）得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体．

解答： 解：（1）由流程图可知C1O₂发生器中目的是产生C1O₂，二氧化硫具有还原性，将ClO₃^-还原为C1O₂，自身被氧化为SO₄^2-，反应离子方程式为2SO₂+ClO₃^-=C1O₂+2SO₄^2-；
故答案为：2SO₂+ClO₃^-=C1O₂+2SO₄^2-；
（2）由信息②可知，纯ClO₂易分解爆炸，发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO₂，以防止爆炸，故选b；
（3）根据流程信息可知，吸收塔内生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合价降低，被还原；则H₂O₂必定被氧化，有氧气产生，反应方程式为2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂．H₂O₂不稳定，温度过高，H₂O₂容易分解，吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H₂O₂分解，吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量所需要的试剂是酚酞，过量时，显示红色，反之不会显示红色．
故答案为：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂═2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；防止H₂O₂受热分解，有利于NaClO₂?3H₂O的析出；酚酞．
（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，故答案为：b；
（5）得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体．
故答案为：重结晶．

点评：本题以学生比较陌生的亚氯酸制备为背景，以过氧化氢法制备亚氯酸钠为主线，考查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．