题目内容

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NaClO2?3H2O.
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.
③160g/L NaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L.
(1)160g/L NaOH溶液的物质的量浓度为
4mol/L
4mol/L

(2)发生器中鼓入空气的作用可能是
b
b
(选填序号).
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性; b.稀释ClO2以防止爆炸;c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内的反应的化学方程式为
2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2
2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2
.吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是
防止H2O2分解
防止H2O2分解

(4)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是否过量的简单实验方法是
连续测定吸收塔内溶液的pH
连续测定吸收塔内溶液的pH

(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成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
a
a
(选填序号).a.Na2O2         b.Na2S          c.FeCl2
(6)从滤液中得到NaClO2?3H2O粗晶体的实验操作依次是
bed
bed
(选填序号).
a.蒸馏    b.蒸发   c.灼烧   d.过滤    e.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2?3H2O晶体必须进行的操作是
重结晶
重结晶
(填操作名称)
分析:(1)浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少.160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH.令溶液体积为1L,计算氢氧化钠的物质的量.利用c=
n
V
计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度.
(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到10%以下安全.据此解答.
(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.
(4)NaOH过量则溶液呈碱性,但考虑到该溶液有强氧化性,选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题,故工业生产中主要是用pH计连续测定溶液pH.
(5)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;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
(6)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.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)浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少.160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH.令溶液体积为1L,则160gNaOH的物质的量为
160g
40g/mol
=4mol.所以该溶液氢氧化钠的物质的量浓度c(NaOH)=
4mol
1L
=4mol/L.
故答案为:4mol/L.
(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到10%以下安全.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.
故答案为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2;防止H2O2分解.
(4)NaOH过量则溶液呈碱性,但考虑到该溶液有强氧化性,选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题,故生产中主要是用pH计连续测定溶液pH.
故答案为:连续测定吸收塔内溶液的pH.
(5)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;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,生成物与NaClO2分离比较困难.
故选:a.
(6)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.所以操作顺序为bed.
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:bed;重结晶.
点评:本题以学生比较陌生的亚氯酸钠制备为背景,以过氧化氢法制备亚氯酸钠为主线,考察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.
练习册系列答案
相关题目
[化学--选修2化学与技术]二氧化硫在工业制硫酸中有着重要作用,但又是煤燃烧的有害气体.按“循环经济”的模式,就是要将SO2收集起来,把它变为有用的东西.
(1)某空气监测是根据SO2和溴水的定量反应来测定SO2的含量.该反应的化学方程式为
 

(2)若每次取样的空气为200mL,通入足量的溴水中,测得平均有2.408×1018个电子转移,则SO2的含量为
 
mg?L-1,若规定空气中SO2含量不得超过0.02mg?L-1,则样气是否符合大气的质量标准
 
(填“符合”或“不符合”).
(3)向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫,该反应中氧化过程的反应式为:SO2+2H2O-2e-→SO42-+4H+;向亚氯酸钠(NaClO2)固体中通入用空气稀释的氯气,该反应中还原过程的反应式为:Cl2+2e-→2Cl-.在上述两个反应中均会生成产物X,则X的化学式为
 

A. NaClO    B.NaClO4    C.HClO    D.ClO2
(4)在硫酸工业制法中,下列叙述正确的是
 

A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B.从沸腾炉出来的气体要净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化成SO3要用催化剂,这样可提高SO2的转化率
D.SO3用98.3%的浓硫酸来吸收,目的是为了防止形成酸雾,以提高SO3吸收效率
(5)如表是压强对SO2平衡转化率的影响
压强MPa
转化率%
温度℃
0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率
 
(填“增大”、“减少”或“不变”),但在实际工业生产中常采用常压条件,理由是
 

(10分)氯气是氯碱工业的主要产品之一,它是一种常用的消毒剂,其消毒原理是与水反应生成了次氯酸:

Cl2 + H2O  HCl + HClO  K=4.5×10-4

次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解,且毒性较大)。但是,由于氯气贮运不方便,且具有一定的危险性,目前正逐渐被其它性能优越的消毒产品所替代。请回答:

(1)氯碱工业生产氯气的化学方程式为                                       

(2)84消毒液(主要成分为NaClO)与氯气相比具有贮运方便等优点,用氯气与烧碱溶液反应制备84消毒液的离子方程式为                                          

(3)二氧化氯是一种高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂。我国科学家研发了用氯气氧化亚氯酸钠(NaClO2)固体制备二氧化氯的方法,其化学方程式为                        

(4)一位同学设计了一套用浓盐酸和KMnO4固体制取少量氯气并比较氯气与碘单质的氧

化性强弱的微型装置(如图)。

①下列溶液能吸收Cl2的是        (填字母序号)。

A. 饱和食盐水        B. 饱和Na2SO3溶液

C. 饱和NaOH溶液    D. 浓硫酸

②能说明Cl2的氧化性强于I2的实验现象是                               

 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网