题目内容

6．二氧化氯（ClO2）气体是一种高效广谱、安全的杀菌、消毒剂，易溶于水．制备方法如下：
（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠．用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质．在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．
（2）步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO3），再将它与盐酸反应生成ClO2和Cl2，该气体中两种成分物质的量比是2：1．
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．
（3）反应过程中需要对A容器进行加热，加入的方式为水浴加热；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有温度计、大烧杯；
（4）反应后在装置C中可得到亚氯酸钠（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．

分析 （1）盐酸要放在最后，来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，要先加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠去除过量的钡离子
（2）根据NaClO3与盐酸反应生成ClO2与Cl2的反应可知，生成每摩尔Cl2失去2mol电子，而生成每摩尔ClO2得到1mol电子，根据电子得失守恒计算；
（3）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；
（4）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．

解答 解：（1）要先除硫酸根离子，然后再除钙离子，碳酸钠可以除去过量的钡离子，如果加反了，过量的钡离子就没法除去，至于加氢氧化钠除去镁离子顺序不受限制，因为过量的氢氧化钠加盐酸就可以调节了，只要将三种离子除完了，过滤就行了，最后加盐酸除去过量的氢氧根离子碳酸根离子，其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3，和NaOH溶液，充分反应后将沉淀一并滤去；故答案为：BaCl2；Na2CO3；
（2）根据NaClO3与盐酸反应生成ClO2与Cl2的反应可知，生成每摩尔Cl2失去2mol电子，而生成每摩尔ClO2得到1mol电子，根据电子得失守恒可知，生成ClO2与Cl2的物质的量比是2：1，故答案为：2：1；
（3）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；
（4）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．

点评 化学工艺流程题，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，是高考的热点，掌握基础是关键．

练习册系列答案
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20．以CH3OH为燃料（以KOH溶液作电解质溶液）可制成CH3OH燃烧电池，则充入O2的电极为正极，充入CH3OH电极的反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O．
1．下列物质的水溶液导电性最强的是（　　）
A．0.50mol•L-1 H2SO4溶液B．0.50mol•L-1 KNO3 溶液
C．0.50mol•L-1酒精溶液D．0.50mol•L-1NaOH溶液
18．精制食盐时，现将粗盐溶于水，然后进行下列操作，正确的操作顺序是②⑤④①③或⑤②④①③或⑤④②①③．
①过滤；②加过量的NaOH溶液；③加适量的盐酸；④加过量的碳酸钠溶液；⑤加过量的氯化钡溶液．
1．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依据如图，完成下列填空：
（1）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质．精制过程发生反应的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓，Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓
（2）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是AC（选填a、b、c）
A．Ba（OH）2       B．Ba（NO3）2        C．BaCl2
（3）为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为bc（选填a，b，c）
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（4）电解过程的总反应方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2NaOH．
（5）电解槽阳极产物可用于制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等（至少写出两种用途）．
11．水杨酸甲酯又叫冬青油，是一种重要的有机合成原料．某化学小组用水杨酸（）和甲醇在酸性催化剂催化下合成水杨酸甲酯并计算其产率．
实验步骤：
Ⅰ．如图，在三颈烧瓶中加入6.9g （0.05mol）水杨酸和24g（30mL，0.75mol）甲醇，向混合物中加入约10mL甲苯（甲苯与水形成的共沸物，沸点为85℃，该实验中加入甲苯，易将水蒸出），再小心地加入5mL浓硫酸，摇动混匀，加入1～2粒沸石，组装好实验装置，在85～95℃下恒温加热反应1.5小时：
Ⅱ．待装置冷却后，分离出甲醇，然后转移至分液漏斗，依次用少量水、5%NaHCO3 溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，过滤得到粗酯；
Ⅲ．将粗酯进行蒸馏，收集221℃～224℃的馏分，得水杨酸甲酯4.5g．
常用物理常数：
名称分子量颜色状态相对密度熔点（℃）沸点（℃）
水杨酸甲酯152无色液体1.18-8.6224
水杨酸138白色晶体1.44158210
甲醇32无色液体0.792-9764.7
请根据以上信息回答下列问题：
（1）仪器A的名称是球形冷凝管，制备水杨酸甲酯时，最合适的加热方法是水浴加热．
（2）反应结束后，分离甲醇的操作是蒸馏（或水洗分液）．
（3）洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是洗掉大部分的硫酸，第二次水洗的主要目的是洗掉碳酸氢钠．
（4）检验产品中是否含有水杨酸的化学方法是向产品中滴加少量的紫色石蕊试液，观察是否变红．
（5）本实验的产率为59%（保留两位有效数字）．
18．Ⅰ：某洗手液含有PCMX，对革兰氏阳性和阴性菌及霉菌有极好的杀灭效果．
（1）PCMX分子中含有苯环，相对分子质量为156.5，该有机物含有碳、氢、氧、氯四种元素，其中氯和氧元素的质量比为35.5：16，则有机物的分子式是C8H9ClO．
（2）PCMX分子的苯环上含有四个取代基，其中相同的两个取代基处于间位，另外两个不同的取代基处于对位；该有机物在一定条件下能跟浓溴水发生苯环上的取代反应，且PCMX
与Br2的物质的量之比为1：2，PCMX的结构简式是．
（3）PCMX在光照的条件下，跟氯气反应生成一氯代物的化学方程式是
（4）已知$\stackrel{一定条件}{→}$
PCMX与反应的化学方程式是
（5）PCMX的同分异构体中，有两个取代基，且能跟FeCl3溶液发生显色反应的有6种．
15．某一元醇8g与足量的金属钠完全反应，在标准状况下得到2.8L氢气．该物质可能是（　　）
A．CH3OHB．C2H5OHC．C3H7OHD．C4H9OH
16．下列化合物中，既不能与盐酸反应，又不能跟KOH反应，也不能被KMnO4酸性溶液氧化的是（　　）
A．B．C．D．

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