Question

【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%以下较安全；

③HClO2可看成是强酸。

(1)160 g·L-1NaOH溶液的物质的量浓度为__________________，若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是____。

(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是____(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____；

吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H2O2分解，写出H2O2分解的化学方程式：_________________。

(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是否过量的简单的实验方法是___________。

(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__________________ (填序号)。

A.Na2O2　　 B.Na2S　　 C.FeCl2　　 D.PbO(悬浊液)

(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是____(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____(填操作名称)。

Answer 1

【答案】4 mol/L 该溶液的密度 B 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 2H2O22H2O+O2↑ 连续测定吸收塔内溶液的pH A、D B、E、D或E、D 重结晶

【解析】

NaClO3溶液与稀硫酸在ClO2发生器中发生反应产生ClO2，ClO2在二氧化硫和空气混合气体中不易分解爆炸，在吸收塔中挤入氢氧化钠溶液和过氧化氢发生氧化还原反应生成NaClO2，NaClO2的溶解度随温度升高而增大，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到晶体NaClO23H2O。

(1)浓度g/L表示1 L溶液中所含溶质质量的多少，160 g/LNaOH溶液表示1 L氢氧化钠溶液含有160 gNaOH，假设溶液体积为1 L，则160 gNaOH的物质的量n(NaOH)= =4 mol，所以该溶液氢氧化钠的物质的量浓度c(NaOH)==4 mol/L，若要计算该溶液的质量分数，必须知道溶液的质量，据m(溶液)=ρ·V可知，还要知道溶液的密度；

(2)由信息②可知，纯ClO2易分解爆炸，发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO2，以防止爆炸，故合理选项是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=2NaClO2+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，H2O2分解的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；

(4)NaClO2在溶液pH>11.5时的碱性溶液中比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单的实验方法是连续测定吸收塔内溶液的pH；

(5)吸收塔中还原性要适中，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，PbO悬浊液与水反应产生Pb2+和水，Pb2+还原性较弱，可以加入，故合理选项是AD；

(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，故分离混合物的方法是B、E、D或E、D；

然后再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，要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是重结晶。