题目内容

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。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
(1)160 g/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)。
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是  (选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性;     b.稀释ClO2以防止爆炸;
c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内的反应的离子反应方程式为              。
吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是                           。
(4)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                                。
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是       (选填序号)。
a.Na2O2             b.Na2S              c.FeCl2
(6)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    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)

(1)4 mol/L   溶液的密度(2)b
(3)2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2↑+2H2O 防止H2O2受热分解,有利于NaClO2?3H2O的析出
(4)连续测定吸收塔内溶液的pH值 (5) a(6)bed       重结晶

解析试题分析:(1)由信息③知:160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH.根据物质的量浓度的定义式c=n/v计算可得该溶液氢氧化钠的物质的量浓度为4mol/L;根据物质的量浓度和质量分数的换算公式 可知,要计算质量分数还需要知道溶液的密度。
(2)由信息②可知,纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO2以防止爆炸。
(3)根据工艺流程图可知,吸收塔内的反应物为ClO2、H2O2和NaOH溶液,生成物有NaClO2,所以一定有ClO2转化为NaClO2,化合价降低,被还原;则H2O2必定被氧化,有氧气产生,反应的离子方程式为2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2↑+2H2O;H2O2不稳定,温度过高容易分解,吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是防止H2O2分解。结合信息①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,吸收塔的温度不能超过20℃的原因有利于NaClO2?3H2O的析出。
(4)NaOH过量则溶液呈碱性,测定溶液酸碱性最简单方法是:连续测定吸收塔内溶液的pH。
(5)根据题意ClO2转化为NaClO2的还原剂为H2O2,Na2O2溶于水相当于H2O2,而Na2S、FeCl2还原性较强,选a。
(6)从溶液中得到含结晶水的晶体采取蒸发、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。
考点:本题以亚氯酸钠制备的化学工艺流程为载体,考查学生阅读题目获取信息的能力、物质的量浓度计算、氧化还原反应相关知识和化学基本实验操作。

练习册系列答案
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铁酸锌(ZnFe2O4)是对可见光敏感的半导体催化剂,其实验室制备原理为:
Zn2++2Fe2++3C2O42-+6H2O ZnFe2(C2O4)3·6H2O↓……………(a)
ZnFe2(C2O4)3·6H2O  ZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O ……………(b)
(1)上述制备原理中属于氧化还原反应的是         (选填:“a”或“b”)。
(2)制备ZnFe2(C2O4)3·6H2O时,可选用的药品有:
Ⅰ、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,Ⅱ、ZnSO4·7H2O及Ⅲ、(NH4)2C2O4·7H2O。
①称量药品时,必须严格控制n(Fe2+)/n(Zn2+)=   。
②选用的加料方式是           (填字母)。
a.按一定计量比,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同时加入反应器并加水搅拌,然后升温至75℃。
b.按一定计量比,Ⅰ、Ⅲ同时加入反应器加水配成溶液,然后加入Ⅱ,然后升温到75℃。
c.按一定计量比,将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲,Ⅲ另配成配制溶液乙,甲、乙同时加热到75℃,然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中,并持续搅拌。
(3)从溶液中分离出ZnFe2(C2O4)3·6H2O需过滤、洗涤。已洗涤完全的依据是         。
(4)ZnFe2(C2O4)3·6H2O热分解需用酒精喷灯,还用到的硅酸盐质仪器有          和        。
(5)某化学课外小组拟用废旧干电池锌皮(含杂质铁),结合下图信息利用实验可提供的试剂制取纯净的ZnSO4溶液。

实验中可选用的试剂如下:
(a)30%H2O2;(b)新制氯水;
(c)1.0 mol·L-1NaOH溶液;
(d)3mol·L-1稀硫酸;
(e)纯ZnO粉末;
(f)纯锌粉。
实验步骤依次为:①将锌片完全溶于稍过量的3mol·L-1稀硫酸,加入     (选填字母,下同);②加入    ;③加热到60℃左右并不断搅拌;
④过滤得ZnSO4溶液。其中步骤③加热的主要目的有       。

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