Question

2．某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂，用NaClO₃和草酸（H₂C₂O₄）恒温在60℃时反应制得．

（1）反应过程中需要对A容器进行加热，加热的方式为水浴加热；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有温度计、大烧杯；
（2）反应后在装置C中可得亚氯酸钠（NaClO₂）溶液．已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO₂•3H₂O，在温度高于38℃时析出的是NaClO₂．根据图2所示NaClO₂的溶解度曲线，请完成从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：①蒸发浓缩；②冷却（大于38℃）结晶；③洗涤；④干燥．
（3）目前我国已成功研制出利用NaClO₂制取二氧化氯的新方法，将Cl₂通入到NaClO₂溶液中，现制取270kg二氧化氯，需要亚氯酸钠的质量是362kg．
（4）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的剧毒CN^-氧化为无毒物质，自身被还原为Cl^-．处理含CN^-相同量的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍．

Answer 1

分析 （1）工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得ClO₂、K₂CO₃和CO₂，所以反应要用水浴加热；
（2）从溶液中制取溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法；
（3）根据反应方程式进行计算；
（4）处理含CN^-相同量的电镀废水时，每摩尔Cl₂得到2mol电子，而每摩尔ClO₂得到5mol电子，故为2.5倍．

解答 解：（1）工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得ClO₂、K₂CO₃和CO₂，所以反应要用水浴加热，为了准确测量水浴的温度需要用温度计，另外水浴装置中除酒精灯外，还需要用大烧杯，
故答案为：水浴加热；温度计、大烧杯；
（2）从溶液中制取溶质，一般采用蒸发浓缩、冷却（大于38℃）结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO₂•3H₂O，趁热过滤；用38℃～60℃热水洗涤；低于60℃干燥；
故答案为：蒸发浓缩； 冷却（大于38℃）结晶；
（3）设亚氯酸钠的质量是为xkg，
 根据反应 2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂
            181             135
            x               270kg
所以x=$\frac{270kg×181}{135}$=362
故答案为：362kg；
（4）处理含CN^-相同量的电镀废水时，每摩尔Cl₂得到2mol电子，而每摩尔ClO₂得到5mol电子，则所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍，
故答案为：2.5．

点评 本题考查化学工艺流程，涉及氧化还原反应电子转移计算，化学实验基本方法（除杂）等相关知识，题目难度中等，注意把握物质的分离、提纯操作方法，题目难度不大，该部分内容是高考的热点，掌握基础是关键．