题目内容
【题目】亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO23H2O
②纯ClO2常温下为气体,易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全
(1)10%的NaOH溶液的密度为1.2g/cm3其物质的量浓度为__________________________。
(2)在ClO2发生器中当1gSO2完全转化时,放出akJ热量,写出该热化学反应方程式___________________ ,鼓入Ar的作用是 。
(3)写出吸收塔内发生的化学反应方程式 _______________________________。吸收塔的温度不能超过40℃,其目的是________________________________。
(4)从滤液中得到的NaClO23H2O粗晶体中往往含有杂质,要得到更纯的NaClO23H2O晶体方法是_________________。
(5)工业处理含NaClO2废水时,先向废水中加入适量NaOH,用惰性电极电解该废水,同时制得NaClO3,
写出ClO2—在阳极放电时的电极反应方程式 。
(6)已知SO2和Ar的混合气体中,SO2的百分含量为5.6a%,当bL(标况下)该混合气体参加反应时,理论上需要的17%的H2O2的质量为____________________ g(结果必须化简)。
【答案】(1)3mol/L
(2)2NaClO3(aq)+SO2(g)=Na2SO4(aq)+2ClO2(g) ΔH= - 64akJ/mol 稀释ClO2防止分解爆炸
(3)H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O 防止H2O2分解
(4)重结晶
(5)ClO2- - 2e-+2OH-=ClO3-+H2O
(6)0.5ab
【解析】
试题分析:(1)利用公式:c=计算10%的NaOH溶液的密度为1.2g/cm3其物质的量浓度为(1000×1.2g/cm3×10%)÷40g/mol=3mol/L 。
(2)根据题给化学工艺流程知ClO2发生器中,SO2和NaClO3反应生成ClO2和硫酸钠,当1gSO2完全转化时,放出akJ热量,该热化学反应方程式为2NaClO3(aq)+SO2(g)=Na2SO4(aq)+2ClO2(g) ΔH= - 64akJ/mol ,根据信息②纯ClO2常温下为气体,易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全知鼓入Ar的作用是稀释ClO2防止分解爆炸。
(3)根据题给信息知吸收塔内ClO2被还原为NaClO2,则H2O2被氧化生成氧气,利用化合价升降法配平,发生的化学反应方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O;过氧化氢受热易分解,则吸收塔的温度不能超过40℃,其目的是防止H2O2分解。
(4)从滤液中得到的NaClO23H2O粗晶体中往往含有氢氧化钠等可溶性杂质,要得到更纯的NaClO23H2O晶体方法是重结晶。
(5)根据题意知惰性电极电解该废水,阳极上ClO2—转化为ClO3-,氯元素的化合价由+3价升高到+5价,失去两个电子,溶液呈碱性,利用氢氧根和水配平,电极反应式为ClO2- - 2e-+2OH-=ClO3-+H2O。
(6)根据反应:2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2、H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O得关系式为SO2——H2O2,bL(标况下)混合气体中SO2的物质的量为(5.6a%×bL)÷22.4L/mol=0.0025abmol,则参加的H2O2的物质的量为0.0025abmol,质量为0.0025abmol×34g/mol,理论上需要的17%的H2O2的质量为(0.0025abmol×34g/mol)÷17%=0.5abg。