Question

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部分工艺流程图：

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．
②160g/L NaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L．
（1）吸收塔内的反应的化学方程式为
2NaOH+2ClO₂+H₂O₂═2NaClO₂+2

 

+

 

，
若1mol ClO₂参加反应，则转移电子的物质的量是

 

mol；
（2）从滤液中得到NaClO₂?3H₂O粗晶体的实验操作依次是

 

（选填序号），
a．蒸馏    b．蒸发浓缩   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）；
（3）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是否过量的简单实验方法是

 

；
（4）160g/L NaOH溶液的物质的量浓度为

 

，若要计算该溶液的质量分数，
还需要的一个条件是

 

（用文字说明）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：ClO₂在二氧化硫和空气混合气体中不易爆分解炸，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NaClO₂?3H₂O；
（1）根据题目信息并运用氧化还原反应理论判断反应物、生成物．根据流程信息可知，吸收塔内生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合价降低，被还原；则H₂O₂必定被氧化，有氧气产生．据此书写方程式，结合化学方程式定量关系计算电子转移总数；
（2）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；（3）NaOH过量则溶液呈碱性，但考虑到该溶液有强氧化性，选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题，故工业生产中主要是用pH计连续测定溶液pH．
（4）浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少．160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH．令溶液体积为1L，计算氢氧化钠的物质的量．利用c=

n

V

计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度．

解答： 解：（1）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=2 NaClO₂+2H₂O+O₂，2molClO2反应的转移为2mol，若1mol ClO₂参加反应，则转移电子的物质的量是1mol；
故答案为：H₂O；O₂；1；
（2）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．所以操作顺序为bed．
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；重结晶；
（3）NaOH过量则溶液呈碱性，但考虑到该溶液有强氧化性，选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题，故生产中主要是用pH计连续测定溶液pH；
故答案为：连续测定吸收塔内溶液的pH；
（4）浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少．160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH．令溶液体积为1L，则160gNaOH的物质的量为

160g

40g/mol

=4mol．所以该溶液氢氧化钠的物质的量浓度c（NaOH）=

4mol

1L

=4mol/L，若计算溶质质量分数结合物质的量浓度和溶质质量分数换算分析可知，需要溶液密度；
故答案为：4mol/L；该溶液的密度．

点评：本题以学生比较陌生的亚氯酸钠制备为背景，以过氧化氢法制备亚氯酸钠为主线，考察学生阅读题目获取信息的能力、对浓度概念的理解、对氧化还原反应相关知识的运用、有关实验操作和简单实验设计能力考察以及在新情境下综合运用知识解决问题的能力．题目有一定的难度．