Question

【题目】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：①HC1O2可视为强酸，NaClO2的溶解度随温度升高而增大。②ClO2的沸点为283K，纯ClO2易分解爆炸。回答下列问题：

(1)ClO2发生器中发生反应的离子方程式为____；向其中鼓入空气的作用可能是____。

(2)吸收塔中发生反应的化学方程式为____；为防止生成的NaClO2被继续还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是____（填序号）。

A．Na2O2 B.Na2S C. FeCl2 D.KMnO4

(3)操作①的实验方法依次是_____、_____、过滤；操作②实验方法是_____。

(4)akg NaClO3理论上可制___ kg NaClO2·3H2O。

Answer 1

【答案】2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42- 稀释ClO2，防止爆炸 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 A 蒸发浓缩； 冷却结晶 重结晶 1.36a

【解析】

由流程可知，NaClO3溶解后与SO2发生氧化还原反应生成ClO2，结合信息②可知鼓入空气稀释ClO2，吸收塔内发生2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，过滤后，结合信息①可知，滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NaClO23H2O。

（1）ClO2发生器中NaClO3与SO2发生氧化还原反应生成ClO2和Na2SO4，其反应的离子方程式为：2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；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，则发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO2以防止爆炸，故答案为：2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；稀释ClO2，防止爆炸；

（2）根据流程信息可知，吸收塔内生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，氯元素化合价降低，ClO2被还原，则H2O2必定被氧化做还原剂，反应中有氧气产生，反应方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；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；为方便后续分离提纯，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，而且生成物与NaClO2分离比较困难，KMnO4具有强氧化性，故答案为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑；A；

（3）从溶液中得到含结晶水的晶体，则操作①的实验方法依次是蒸发浓缩、冷却结晶，通过过滤得到粗晶体，为获得更纯净的晶体应该选择重结晶的方法，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；重结晶；

（4）由氯原子个数守恒可得NaClO3~NaClO2·3H2O，则有M（NaClO3）：M(NaClO2·3H2O)=

m(NaClO3):m(NaClO2·3H2O)，106.5:144.5=akg：m(NaClO2·3H2O)， 解得m(NaClO2·3H2O)≈1.36akg，故答案为：1.36akg。