Question

7．NaClO₂的漂白能力是漂白粉的4～5倍，NaClO₂广泛用于造纸工业、污水处理等．工业上生产NaClO₂的工艺流程如下：

（1）ClO₂发生器中的反应为：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄═2ClO₂+2NaHSO₄．实际工业生产中，可用硫磺、浓硫酸代替原料中的SO₂，其原因为S+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O（用化学方程式表示）．
（2）反应结束后，向ClO₂发生器中通入一定量空气的目的：驱赶出ClO₂，确保其被充分吸收．
（3）吸收器中生成NaClO₂的离子反应方程式为2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+O₂+2H₂O，其中反应温度不能高于5℃的可能原因：提高ClO₂的利用率及防止H₂O₂分解．
（4）某化学兴趣小组用如图所示装置制备SO₂并探究SO₂与Na₂O₂的反应：

①为除去过量的SO₂，C中盛放的试剂为NaOH溶液（或KMnO₄溶液）．
②D中收集到的气体可使带余烬的木条复燃，B中发生的反应可能为2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂、Na₂O₂+SO₂═Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）ClO₂发生器中的反应为氯酸钠与二氧化硫在浓硫酸作用下发生氧化还原反应，而硫磺、浓硫酸也可以生成二氧化硫，所以可用硫磺、浓硫酸代替原料中的SO₂；
（2）反应结束后，发生器中仍有少量ClO₂，用空气可以将其排出，确保其被充分吸收；
（3）吸收器中双氧水与ClO₂在碱性条件下发生氧化还原反应生成NaClO₂，根据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式，为了提高ClO₂的利用率及防止H₂O₂分解，反应温度不能高于高于5℃；
（4）①二氧化硫能被氢氧化钠溶液或高锰酸钾溶液吸收；
②D中收集到的气体可使带余烬的木条复燃，说明有氧气产生，所以B中发生的反应可能为二氧化硫与过氧化钠反应生成亚硫酸钠和氧气．

解答 解：（1）ClO₂发生器中的反应为氯酸钠与二氧化硫在浓硫酸作用下发生氧化还原反应，而硫磺、浓硫酸也可以生成二氧化硫，反应的方程式为S+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O，所以可用硫磺、浓硫酸代替原料中的SO₂，
故答案为：S+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O；
（2）反应结束后，发生器中仍有少量ClO₂，用空气可以将其排出，确保其被充分吸收，
故答案为：驱赶出ClO₂，确保其被充分吸收；
（3）吸收器中双氧水与ClO₂在碱性条件下发生氧化还原反应生成NaClO₂，反应的离子方程式为2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+O₂+2H₂O，为了提高ClO₂的利用率及防止H₂O₂分解，反应温度不能高于高于5℃，
故答案为：2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+O₂+2H₂O；提高ClO₂的利用率及防止H₂O₂分解；
（4）①二氧化硫能被氢氧化钠溶液或高锰酸钾溶液吸收，所以C中盛放的试剂为NaOH溶液（或KMnO₄溶液），
故答案为：NaOH溶液（或KMnO₄溶液）；
②D中收集到的气体可使带余烬的木条复燃，说明有氧气产生，所以B中发生的反应可能为二氧化硫与过氧化钠反应生成亚硫酸钠和氧气，反应的方程式为2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂，
故答案为：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂．

点评 本题考查物质的制备实验的工业设计，题目难度中等，本题注意把握物质的性质，从质量守恒的角度以及氧化还原反应的特点判断生成物，为解答该题的关键，也是易错点．