Question

(18分)次氯酸钠(NaClO)和亚氯酸钠(NaClO3)都是重要的含氯消毒剂。

（1）NaClO2中，氯元素的化合价为________。

（2）某同学在实验室探究并制作一种家用环保型消毒液(NaClO)发生器，设计了如图的装置，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

①通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则电源有b电极名称为_________（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）投。

②装置中发生反应的有关化学方程式为________；充分电解后溶液中各离子浓度由大到小顺序为____。

③请说出使用该装置生产消毒液的一个优点和一个注意事项___________________。

（3）化学课外活动小组为测定某品牌“84消毒液”中NaClO的含量（单位体积溶液含有 NaCIO的质量），做了如下实验。已知：ClO－＋2I－＋2H＋＝Cl－＋I2＋H2O I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－

取10 mL该消毒液于锥形瓶中，迅速加入适量的硫酸酸化的碘化钾溶液，密封、充分混合，暗处放置几分钟。然后加入几滴淀粉溶液，用c mol/L的硫代硫酸钠(Na2S2O3) 标准溶液滴定，平均用去VmL硫代硫酸钠溶液。则该“84消毒液”中NaCIO的含量为_________g/mL（用含c、V的式子表示）。

（4）以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

己知：(i)NaClO2 的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O；

(ii)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；

(iii) HClO2可看成是强酸。

①发生器中发生反应的离子方程式为__________，在发生器中鼓入空气的作用可能是_____。

②吸收塔内的反应的化学方程式为__________________。在吸收塔中为防止被还原成NaCI，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂_________（填序号）。

A.Na2O2 B．Na2S C.FeCl2

③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

 

Answer 1

（1）＋3（1分） （2）①正（1分） ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O（2分） c(Na＋)＞c(ClO－)＞c(OH－)＞c(H＋) （2分）

③方便、快捷（1分） 生成的可燃性气体，要及时处理，以免出现危险（1分）

（3）×10-3cV（2分）（4）①2ClO＋SO2＝2ClO2＋SO（2分） 稀释ClO2以防止爆炸（1分）

②2NaOH＋2ClO2＋H2O2＝2NaClO2＋2H2O＋O2↑（2分） A（1分） ③BED（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据化合物中元素化合价的代数和为0可知，氯酸钠中氯元素的化合价是2×2－1＝＋3价。

（2）①要使氯气完全被吸收，则下端产生氯气。电解时氯离子在阳极失去电子，所以b为电源的正极。

②电解氯化钠生成氯气、氢气和氢氧化钠，即2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。产生的氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，即Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。二者合并后的方程式为NaCl＋H2O2NaClO＋H2↑，次氯酸钠水解，溶液显碱性，则离子浓度大小顺序为c(Na＋)＞c(ClO－)＞c(OH－)＞c(H＋)。

③根据装置可知，其优点是方便、快捷。但由于还同时产生氢气，氢气是可燃性气体，所以生成的可燃性气体，要及时处理，以免出现危险。

（3）根据方程式ClO－＋2I－＋2H＋＝Cl－＋I2＋H2O、I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－可知，ClO－～2S2O32－，所以次氯酸钠的物质的量是0.001cV/2mol，质量为0.0005cVmol×74.5g/mol＝0.03725cVg，所以该“84消毒液”中NaCIO的含量为0.03725cVg÷10ml＝0.003725cVg/ml。

（4）①由流程图可知C1O2发生器中目的是产生C1O2，二氧化硫具有还原性，将ClO3-还原为C1O2，自身被氧化为SO42-，反应离子方程式为2SO2+ClO3-＝C1O2+2SO42-；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B；

②在双氧水的作用下氢氧化钠吸收ClO2生成亚氯酸钠、水和氧气，反应的方程式为2NaOH＋2ClO2＋H2O2＝2NaClO2＋2H2O＋O2↑。

③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；故选A；

④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BED。

考点：考查物质制备实验方案设计与评价