题目内容

【题目】亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性,受热易分解,可作漂白剂、食品消毒剂等。

Ⅰ.亚氯酸钠的制备

以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:

(1)“反应1”中的氧化剂是_____(填化学式,下同),母液中溶质的主要成分是_____。

(2)每有1mol SO2参加反应,理论上可生成ClO2的物质的量为________mol。

(3)如果将SO2换为Na2SO3和稀H2SO4,则“反应1”的离子方程式为________。

(4)“反应2”使用H2O2而不使用其他物质的主要理由是____________________。

Ⅱ.亚氯酸钠的应用

(5)用亚氯酸钠作水处理剂,水中可能残留少量亚氯酸钠,可以加入硫酸亚铁除去残留的亚氯酸盐,硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外,还可以起到的作用是____________。

(6)实验室可用亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2气体。

①上述反应的离子方程式为____________。

②ClO2也可用于杀菌消毒,其消毒能力是等物质的量Cl2的_______倍。

【答案】NaClO3 Na2SO4 2 2ClO3-+SO32-+2H+=2ClO2↑+SO42-+H2O 多余的H2O2可分解为氧气和水,不引入其它杂质 Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3,Fe(OH)3具有胶体的性质,可以吸附水的杂质 ClO2-+ClO3-+2H+=2ClO2↑+H2O 2.5

【解析】

在以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程中,反应Ⅰ中反应物为NaClO3和SO2,已知生成物为ClO2,Cl元素的化合价由+5变为+4,NaClO3做氧化剂,则SO2为还原剂,其对应氧化产物为SO42-,因而反应Ⅰ的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4;反应Ⅱ中反应物为ClO2,H2O2和NaOH,已知产物为NaClO2,Cl元素的化合价由+4变为+3,ClO2做氧化剂,则H2O2作还原剂,结合氧化还原反应原理知2ClO2+ H2O2+2NaOH= 2NaClO2+O2+2H2O。

(1) 反应Ⅰ中反应物为NaClO3和SO2,已知生成物为ClO2,Cl元素的化合价由+5变为+4,NaClO3作氧化剂,由上分析反应Ⅰ的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4 ,根据该反应得产物,反应Ⅰ的母液中溶质的主要成分是Na2SO4;

(2)结合反应Ⅰ的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4 ,观察化学计量数知每有1mol SO2参加反应,理论上可生成ClO2的物质的量为2mol;

(3)如果将SO2换为Na2SO3和稀H2SO4,NaClO3中ClO3-作氧化剂,被换成气体ClO2,SO32-作还原剂,被氧化成SO42-,结合缺项配平知“反应1”的离子方程式为2ClO3-+SO32-+2H+=2ClO2↑+SO42-+H2O;

(4)为了使ClO2更多地转化为NaClO2,需要加入过量的H2O2,过量的试剂需除去,由于H2O2易分解为氧气和水,所以“反应2”使用H2O2而不使用其他物质的主要理由是多余的H2O2可分解为氧气和水,不引入其它杂质;

(5)硫酸亚铁除与亚氯酸钠反应的离子方程式为4Fe2++ClO2-+4H+ = 4Fe3++Cl-+2H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+会发生水解,其方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+,Fe(OH)3具有胶体的性质,可以吸附水的杂质,这就是硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外,还可以起到的作用;

(6) ①亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2气体,其反应物为亚氯酸钠和氯酸钠,产物为ClO2,Cl元素化合价由+3变为+4或由+5变为+4,结合缺项配平的原理,离子方程式为ClO2-+ClO3-+2H+=2ClO2↑+H2O

②ClO2用于杀菌消毒时Cl元素由+4变为-1,而Cl2用于杀菌消毒时Cl元素由0变为-1,因而等物质的量Cl2和ClO2转移电子的物质的量之比为,ClO2的消毒能力是等物质的量Cl2的倍。

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(2)氢氧化铝可作为治疗胃酸过多的内服药,这是利用了氢氧化铝的______________。

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(3)写出氢氧化铝的电离方程式:_____________________________________________。

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