Question

17．NaC1O₂是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：
（1）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制对，为除去Mg²⁺和Ca²⁺，要加入的试剂分别为NaOH溶液、Na₂CO₃溶液．
（2）写出“反应”步骤中生成ClO₂的化学方程式2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂．
（3）实验所用原料硫酸是由浓硫酸稀释而获得，写出实验过程将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢的注入水里，并不断搅拌．
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO₂．此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1．
（5）将lmolSO₂和lmolC1₂通入水中形成lL的溶液，所得溶液中氢离子浓度为4mol/L．

Answer 1

分析 由制备流程可知，NaClO₃和SO₂在H₂SO₄酸化条件下生成ClO₂，其中NaClO₃是氧化剂，回收产物为NaHSO₄，说明生成硫酸氢钠，且产生ClO₂，根据电子守恒可知，此反应的化学方程式为2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，选择NaOH除去食盐水中的Mg²⁺，选择碳酸钠除去食盐水中的Ca²⁺，然后电解装置中阴极ClO₂得电子生成ClO₂^-，阳极Cl^-失电子生成Cl₂，含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO₂，产物为ClO₂^-，最后NaClO₂溶液结晶、干燥得到产品，以此来解答．

解答 解：（1）食盐溶液中混有Mg²⁺ 和Ca²⁺，可以利用过量NaOH溶液除去Mg²⁺，利用过量Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺，
故答案为：NaOH溶液；Na₂CO₃溶液；
（2）“反应”步骤中生成ClO₂的化学方程式为2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，
故答案为：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂；
（3）实验所用原料硫酸是由浓硫酸稀释而获得，写出实验过程为将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢的注入水里，并不断搅拌，
故答案为：将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢的注入水里，并不断搅拌；
（4）由图可知，利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO₂，产物为ClO₂^-，则此反应中ClO₂为氧化剂，还原产物为ClO₂^-，化合价从+4价降为+3价，H₂O₂为还原剂，氧化产物为O₂，每摩尔H₂O₂得到2mol电子，依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1，
故答案为：2：1；
（5）lmolSO₂和lmolC1₂通入水中形成lL的溶液，发生Cl₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，则生成硫酸为1mol，生成HCl为2mol，所得溶液中氢离子浓度为$\frac{4mol}{1L}$=4mol/L，故答案为：4．

点评 本题考查物质的制备实验，为高考常见题型，把握制备流程及发生的反应为解答的关键，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意混合物分离、元素化合物知识、浓硫酸稀释操作等，题目难度不大．