Question

【题目】亚氯酸钠（NaClO2）是一种高效氧化、杀菌及漂白剂，其生产工艺如下：

（1）NaClO2中氯元素的化合价是_________。从氧化还原角度推测NaClO2可能具有的化学性质是_________。

（2）过程I常伴有少量Cl2生成。

① Cl2的存在会造成产品中含有NaCl，请结合离子方程式解释其原因_________。

② 结合下面信息，请设计实验方案除去ClO2中的Cl2 ________。

	ClO2	Cl2
在水中的溶解性	易溶	溶
在CCl4中的溶解性	难溶	溶

（3）过程II中H2O2的作用是________（填“氧化剂”或“还原剂”）。

（4）理论上每生成1 mol NaClO2，消耗SO2的体积是________L（标准状况下）。

（5）已知：

i. 压强越大，物质的沸点越高。

ii. NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO23H2O

38~60℃时析出NaClO2晶体

高于60℃时分解成NaClO3和NaCl

① 过程III采用“减压蒸发”操作的原因是_____。

② 请将过程III的操作补充完整_______。

Answer 1

【答案】+3 既具有氧化性又具有还原性 Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O 将混有少量Cl2的ClO2缓慢通过盛有CCl4的洗气瓶 还原剂 11.2 通过减压降低水的沸点，在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和，避免其分解 控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤

【解析】

由流程图可知，SO2与氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2，反应的离子方程式为2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；ClO2与过氧化氢在碱性条件下发生氧化还原反应反应生成NaClO2，反应的离子方程式为H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2；由题给信息可知，高于60℃时分解成NaClO3和NaCl，则得到粗产品时，应采用减压蒸发，在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和，避免NaClO2分解，结晶时应控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤，防止温度低于38℃析出NaClO23H2O。

（1）NaClO2中钠元素化合价为+1价，氧元素化合价为—2价，由化合价代数和为零可知氯元素的化合价为+3价；元素化合价为中间价时，既表现氧化性又表现还原性，+3价介于氯元素—1价和+7价之间，则NaClO2既具有氧化性又具有还原性，故答案为：+3；既具有氧化性又具有还原性；

（2）①SO2与氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应时，还原产物可能为Cl2，反应生成的氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，造成产品中含有NaCl和NaClO，反应的离子方程式为Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O，故答案为：Cl2 + 2OH- =Cl- + ClO- + H2O；

② 由题给信息可知，ClO2和Cl2均溶于水，ClO2不溶于四氯化碳，Cl2溶于四氯化碳，所以除去ClO2中的Cl2的实验方案是将混有少量Cl2的ClO2缓慢通过盛有CCl4的洗气瓶，故答案为：将混有少量Cl2的ClO2缓慢通过盛有CCl4的洗气瓶；

（3）过程II中ClO2与过氧化氢在碱性条件下发生氧化还原反应反应生成NaClO2，氯元素化合价降低，ClO2作氧化剂，双氧水作还原剂，故答案为：还原剂；

（4）SO2与氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2，反应的离子方程式为2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-，ClO2与过氧化氢在碱性条件下发生氧化还原反应反应生成NaClO2，反应的离子方程式为H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2，由方程式可得2NaClO2—SO2，则每生成1molNaClO2，消耗SO2的物质的量是0.5mol，标况下体积是11.2L，故答案为：11.2；

（5）①由题给信息可知，高于60℃时分解成NaClO3和NaCl，则得到粗产品时，应采用减压蒸发，在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和，避免NaClO2分解，故答案为：通过减压降低水的沸点，在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和，避免其分解；

②减压蒸发后，结晶时应控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤，防止温度低于38℃析出NaClO23H2O，故答案为：控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤。