Question

9．亚氯酸钠（NaC1O₂）也是一种重要的含氯消毒剂．如图所示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C1O₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全．
③吸收塔中发生的反应：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+O₂↑+2H₂0．
（1）发生器中鼓入空气的作用是稀释ClO₂以防止爆炸．
（2）吸收塔的温度不能过高，其目的是防止H₂O₂分解．
（3）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是否过量的最简单实验方法是连续测定吸收塔内溶液的pH．
（4）吸收塔中为防止NaClO₂被还原成NaC1，所用还原剂的还原性应适中．除H₂O₂外，还可选用的还原剂是a（填序号）．
a．Na₂O₂  b．Na₂S  c．FeC1₂
（5）从滤液中得到NaClO₂•3H₂O晶体的实验操作依次是加热蒸发、冷却结晶、过滤．

Answer 1

分析 本题是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图，考查了质量体积浓度与物质的量浓度之间的换算，此时只要注意结合公式就可完成解答，因纯ClO₂易分解爆炸需要利用空气进行稀释，要关注过氧化氢的稳定性防分解，并合理利用氧化还原反应的理论进行分析解题．
（1）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．
（2）吸收塔内参加反应的过氧化氢稳定性较差，受热易分解；
（3）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；
（4）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；
（5）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）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．
故答案为：稀释ClO₂以防止爆炸；
（2）过氧化氢稳定性较差，温度高了易分解，故温度不宜太高，故答案为：防止H₂O₂分解；
（3）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；
（4）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，就选择过氧化钠，故答案为：a；
（5）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．
故答案为：加热蒸发；冷却结晶．

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．