Question

2．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．
③160g/L NaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L．
（1）160g/L NaOH溶液的物质的量浓度为4mol/L．若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是密度 （用文字说明）．
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是稀释ClO₂，防止ClO₂分解爆炸（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）发生器内的反应的化学方程式为2NaClO₃+SO₂═2ClO₂+Na₂SO₄，吸收塔内的反应的化学方程式为2ClO₂+2NaOH+H₂O₂═2NaClO₂+O₂↑+2H₂O．
（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连续检验溶液的pH值．
（5）从滤液中得到NaClO₂•3H₂O粗晶体的实验操作依次是bed （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重结晶（填操作名称）．

Answer 1

分析 ClO₂在二氧化硫和空气混合气体中不易分解爆炸，发生器中发生2NaClO₃+SO₂═2ClO₂+Na₂SO₄，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）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=$\frac{n}{V}$计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度，结合c=$\frac{1000ρw}{M}$分析；
（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，据此解答；
（3）均发生氧化还原反应，结合反应物、生成物及电子守恒分析；
（4）NaOH溶液显碱性，测定pH可判定；
（5）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．

解答 解：（1）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$\frac{160g}{40g/mol}$=4mol．所以该溶液氢氧化钠的物质的量浓度c（NaOH）=$\frac{4mol}{1L}$=4.00mol/L，若要计算该溶液的质量分数，由c=$\frac{1000ρw}{M}$可知还需要的一个条件是密度，
故答案为：4.00mol/L；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，所以发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO₂以防止爆炸，
故答案为：稀释ClO₂，防止ClO₂分解爆炸；
（3）发生器内的反应的化学方程式为2NaClO₃+SO₂═2ClO₂+Na₂SO₄，吸收塔内的反应的化学方程式为2ClO₂+2NaOH+H₂O₂═2NaClO₂+O₂↑+2H₂O，
故答案为：2NaClO₃+SO₂═2ClO₂+Na₂SO₄；2ClO₂+2NaOH+H₂O₂═2NaClO₂+O₂↑+2H₂O；
（4）判断NaOH是否过量的简单实验方法是连续检验溶液的pH值，
故答案为：连续检验溶液的pH值；
（5）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，要得到更纯的NaClO₂•3H₂O晶体必须进行的操作是重结晶，
故答案为：bed；重结晶．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应的应用，题目难度不大．