Question

【题目】亚氯酸钠(NaClO2)和 ClO2 都是重要的漂白剂。通常情况下，NaClO2 也是一种重要的杀菌消毒剂；ClO2是一种具有强氧化性的黄色气体，常用于水的净化和纸浆、纺织品的漂白。

Ⅰ.NaClO2的一种生产工艺如下：

已知：NaClO2饱和溶液，在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO23H2O；高于38℃时析出的晶体是 NaClO2；高于 60℃时，NaClO2 分解成NaClO3 和NaCl。

（1）写出“反应”步骤中的还原产物：__________。

（2）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Ca2+和 Mg2+，要加入的试剂分别为：____

（3）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。写出此吸收反应的离子方程式：___________

（4）“结晶、干燥”获得 NaClO2 产品的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③______；④38℃~60℃干燥，得到产品。

Ⅱ.检测自来水中残留ClO2方法如下：已知：①ClO2存在于pH为4～6的溶液中，ClO2—存在于中性溶液中；②2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI。

（5）取 0.5L 水样，加入一定量的碘化钾，用氢氧化钠溶液调至中性，再加入淀粉溶液，溶液变蓝。写出ClO2与碘化钾反应的化学方程式：_________。

（6）向（5）所得溶液中滴加 5.00×10—5mol·L-1的Na2S2O3溶液至恰好反应，消耗Na2S2O3溶液 20.00mL，该水样中ClO2的浓度是_______mg·L-1。

（7）滴定完成后，向（6）所得溶液中加硫酸调节水样pH至1～3。不同pH环境中粒子种类如下图所示：

在步骤(3)过程中，溶液又呈蓝色，其原因是_________。

Answer 1

【答案】ClO2Na2CO3溶液、NaOH溶液2ClO2＋H2O2＋2OH—=2ClO2—＋2H2O＋O2用 38℃—60℃的温水洗涤2ClO2＋2KI=2KClO2＋I20.135ClO2—在酸性环境中又将I—氧化为I2，淀粉遇I2变蓝色

【解析】

（1） “反应”步骤中硫酸、二氧化硫、NaClO3反应生成NaHSO4、ClO2，根据化合价变化分析还原产物；（2）粗盐精制时，用生成碳酸钙、氢氧化镁沉淀的方法除去Ca2+和 Mg2+；(3)根据流程图可知，“尾气吸收”是用氢氧化钠、H2O2吸收“电解”过程中排出的少量ClO2，生成NaClO2，根据得失电子守恒可知，产物中还有氧气；(4)因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO23H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶体，需在38-60℃得到晶体，用38-60℃的温水洗涤；（5）根据已知：ClO2存在于pH为4～6的溶液中，ClO2-存在于中性溶液中；向含有ClO2的水样中，加入一定量的碘化钾，用氢氧化钠溶液调至中性，再加入淀粉溶液，溶液变蓝，说明生成碘单质和KClO2。（6）根据2ClO2＋2KI=2KClO2＋I2、2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI，找出关系式，2ClO2--I2--2S2O32-，根据关系式计算水样中ClO2的质量分数；（7）向(6)所得溶液中加硫酸调节水样pH至1～3，ClO2-表现氧化性，被还原为Cl-；

（1） “反应”步骤中硫酸、二氧化硫、NaClO3反应生成NaHSO4、ClO2，NaClO3中氯元素化合价降低生成ClO2，所以还原产物是ClO2；（2）粗盐精制时，用生成碳酸钙、氢氧化镁沉淀的方法除去Ca2+和 Mg2+，要加入的试剂分别为Na2CO3溶液、NaOH溶液；(3)根据流程图可知，“尾气吸收”是用氢氧化钠、H2O2吸收“电解”过程中排出的少量ClO2，生成NaClO2和氧气，反应离子方程式是2ClO2＋H2O2＋2OH-=2ClO2-＋2H2O＋O2；(4)根据以上分析，“结晶、干燥”获得 NaClO2 产品的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用 38℃—60℃的温水洗涤；④38℃~60℃干燥，得到产品。（5）向含有ClO2的水样中，加入一定量的碘化钾，用氢氧化钠溶液调至中性，再加入淀粉溶液，溶液变蓝，说明生成碘单质和KClO2，反应方程式是2ClO2＋2KI=2KClO2＋I2。

（6）设水样中ClO2的质量为x mg

2ClO2 -- I2 -- 2S2O32-，

135000mg 2mol

Xmg 5.00×10—5mol·L-1 0.02L

X=0.0675mg

水样中ClO2的质量分数0.135 mg·L-1 ；

（7）向(6)所得溶液中加硫酸调节水样pH至1～3，ClO2-在酸性环境中又将I-氧化为I2，淀粉遇I2变蓝色。