Question

【化学选修2：化学与技术】（15分）工业上生产高氯酸时，还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠(NaClO₂)，其工艺流程如下：

已知：①NaHSO₄溶解度随温度的升高而增大，适当 条件下可结晶析出。
②高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90 ℃。
请回答下列问题：
反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为                  ，冷却的目的是         ，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是                       。
（2)反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为                                   。
（3）通入反应器Ⅱ中的SO₂用H₂O₂代替同样能生成NaClO₂，请简要说明双氧水在反应中能代替SO₂的原因是                                                。
（4）Ca(ClO)₂、ClO₂、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂，是因为它们都具有         ，请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的离子方程式：                       。

Answer 1

（15分）
（1）3NaClO₃＋3H₂SO₄===HClO₄＋2ClO₂↑＋3NaHSO₄＋H₂O（3分）；降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄结晶析出（2分）；高氯酸的沸点低（2分）
（2）2ClO₂＋SO₂＋4OH^－===2ClO＋SO＋2H₂O　（2分）
（3）H₂O₂有还原性也能把ClO₂还原为NaClO₂　（2分）
（4）强氧化性（2分）；Cl₂＋2OH^－===ClO^－＋Cl^－＋H₂O （2分）

解析试题分析：（1）根据流程图可知，氯酸钠与浓硫酸反应生成NaHSO₄、二氧化氯、高氯酸还有谁生成，化学方程式为3NaClO₃＋3H₂SO₄===HClO₄＋2ClO₂↑＋3NaHSO₄＋H₂O；经冷却、过滤后得硫酸氢钠的晶体，所以冷却的目的是降低降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄结晶析出；用蒸馏法分离出高氯酸的原因是高氯酸的沸点是90 ℃较低，可用蒸馏法蒸出。
根据流程图可知二氧化氯与二氧化硫、氢氧化钠溶液反应生成NaClO₂，Cl元素的化合价降低，则S元素的化合价升高，所以产物中还有硫酸钠，所以反应器II中发生的离子方程式为2ClO₂＋SO₂＋4OH^－===2ClO＋SO＋2H₂O　；
用过氧化氢代替二氧化氯，是因为过氧化氢也有还原性，也能和二氧化氯、氢氧化钠溶液反应生成NaClO₂，
作消毒剂的物质都具有共同点就是具有强氧化性；氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠、水，离子方程式为Cl₂＋2OH^－===ClO^－＋Cl^－＋H₂O 。
考点：考查Cl元素及其化合物的性质，离子方程式的判断与书写