Question

【题目】亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是一种制取亚氯酸钠的工艺流程：

已知：①NaClO2的溶解度随着温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO23H2O。

②ClO2气体只能保持在稀释状态下以防止爆炸性分解，且需现合成现用。

③ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。

（1）在无隔膜电解槽中用惰性电极电解一段时间生成NaClO3和氢气，电解的总反应式为：____________________________________________。 “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为___________、___________。

（2）发生器中鼓入空气的作用是___________。

（3）吸收塔内反应的化学方程式为___________________________________，吸收塔内的温度不宜过高的原因为：_______________________________。

（4）从滤液中得到NaClO23H2O粗晶体的实验操作依次是____、__________、过滤、洗涤、低温干燥。

（5）经查阅资料可知，当pH≤2.0时，ClO2—能被I—完全还原成Cl—，欲测定成品中NaClO2（M为90.5g/ mol）的含量，现进行以下操作：

步骤Ⅰ	称取样品Wg于锥形瓶中，并调节pH≤2.0
步骤Ⅱ	向锥形瓶中加入足量的KI晶体，并加入少量的指示剂
步骤Ⅲ	用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定，生成I—和S4O62—

①步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式是_______________________________________。

②若上述滴定操作中用去了VmL Na2S2O3溶液，则样品中NaClO2的质量分数为：__________（用字母表示，不用化简）。（已知2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI）

Answer 1

【答案】 NaCl+ 3H2ONaClO3 + 3H2↑ NaOH溶液 Na2CO3溶液 稀释ClO2以防止爆炸 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2 H2O+O2↑ 防止H2O2分解 蒸发浓缩 冷却结晶 ClO2—＋4H＋＋4I—=2I2＋Cl—＋2H2O

【解析】过氧化氢法生产亚氯酸钠，由流程可知，NaClO3溶解后与硫酸发生氧化还原反应生成ClO2，结合信息②可知混合气体稀释ClO2，吸收塔内发生2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2，过滤后，结合信息①可知，滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NaClO23H2O。

(1)在无隔膜电解槽中用惰性电极电解食盐水一段时间生成NaClO3和氢气，电解的总反应式为NaCl+ 3H2ONaClO3 + 3H2↑； “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为NaOH溶液；Na2CO3溶液，故答案为：NaCl+ 3H2ONaClO3 + 3H2↑；NaOH溶液；Na2CO3溶液；

(2)由题目中的信息可知，纯ClO2易分解爆炸，所以通入空气的目的是稀释ClO2，防止发生爆炸，故答案为：稀释ClO2，防止发生爆炸；

(3)吸收塔中发生的是二氧化氯与氢氧化钠、过氧化氢发生反应生成亚氯酸钠(NaClO2)，Cl元素的化合价降低，则过氧化氢中的O元素的化合价升高，所以产物中还有氧气生成，根据元素守恒可知产物中有水生成，所以化学方程式是2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2，过氧化氢受热易分解，所以吸收塔的温度不宜过高，故答案为：2NaOH+2ClO2+H2O2═2NaClO2+2H2O+O2；防止H2O2分解；

(4)从溶液中得到含结晶水的晶体，需要采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，最后通过过滤得到粗晶体，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；

(5)①步骤Ⅱ中发生反应是酸性溶液中ClO2-能被I-完全还原成Cl-，碘离子被氧化为碘单质，离子方程式为：ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，故答案为：ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O；

②依据ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，反应的定量关系计算得到，设NaClO2，

ClO2-～2I2～4Na2S2O3

1 4

x cV×10-3mol

x=mol，样品中NaClO2的质量分数=×100%=×100%，故答案为： ×100%。