Question

18．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种高效氧化剂和漂白剂，主要用于棉纺、纸浆漂白和鱼药的制造．制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

（1）要加快步骤①的反应速率，可采取的措施为升高温度或增大硫酸的浓度．（写一种即可）
（2）步骤①的离子方程式为2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂+SO₄^2-，每生成标准状况下22.4L的ClO₂，转移电子数为N_A．
（3）步骤②中H₂O₂的作用是还原剂；从“反应混合液”到“产品”的过程中先需蒸发溶剂，写出蒸发所需的硅酸盐仪器的名称酒精灯，蒸发皿，玻璃棒．
（4）NaClO₂产品中通常混有少量NaCl．取样品wg，测得Na的物质的量为nmol，则该样品中NaClO₂的物质的量为$\frac{w-58.5n}{32}$mol．

Answer 1

分析 NaClO₃在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO₂，然后与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO₂，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到NaClO₃，
（1）根据影响反应速率的因素采取合适的措施；
（2）反应①为NaClO₃在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO₂，根据元素守恒和电荷守恒书写离子方程式，根据方程式可计算出电子转移数目；
（3）步骤②ClO₂与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO₂，根据化合价的变化可知，双氧水将ClO₂还原成NaClO₂；蒸发操作通常要用到酒精灯，蒸发皿，玻璃棒等；
（4）根据NaClO₂和NaCl的总质量及钠的元素的总物质的量列方程组可求得NaClO₂的物质的量；

解答 解：（1）根据影响反应速率的因素可知，要加快步骤①的反应速率可以升高温度或增大硫酸的浓度等，
故答案为：升高温度或增大硫酸的浓度；
（2）NaClO₃在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO₂，方程式为2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂+SO₄^2-，每生成22.4L ClO₂，即1mol，反应中Cl元素化合价由+价降低到+4价，则转移1mol电子，
故答案为：2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂+SO₄^2-；N_A；
（3）NaClO₂与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO₂，方程式为H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂，根据化合价的变化可知，双氧水的作用是还原剂，蒸发操作通常要用到酒精灯，蒸发皿，玻璃棒等，
故答案为：还原剂；酒精灯，蒸发皿，玻璃棒；
（3）从“亚氯酸钠溶液”到“粗产品”需经过的操作依次是蒸发（浓缩）、（冷却）结晶、过滤，
故答案为：蒸发（浓缩）；（冷却）结晶；过滤；
（4）设NaClO₂的物质的量为xmol，NaCl的物质的量为ymol，根据题意有$\left\{\begin{array}{l}{x+y=n}\\{90.5x+58.5y=w}\end{array}\right.$，解得x=$\frac{w-58.5n}{32}$，即NaClO₂的物质的量为$\frac{w-58.5n}{32}$，
故答案为：$\frac{w-58.5n}{32}$．

点评 本题考查物质的制备实验的工业设计，题目难度中等，本题注意把握物质的性质，从质量守恒的角度以及氧化还原反应的特点判断生成物，为解答该题的关键，也是易错点．