Question

6．亞氯酸鈉（ NaClO₂）是一種高效氧化劑和漂白劑，主要用于棉紡、紙張漂白、食品消毒、水處理等．已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．純ClO₂易分解爆炸．一種制備亞氯酸鈉粗產品的工藝流程如下：

（1）ClO₂發(fā)生器中的離子方程式為2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂↑+SO₄^2-，發(fā)生器中鼓人空氣的作用可能是b（選填序號）．
a．將SO₂氧化成SO₃，增強酸性    b．稀釋ClO₂以防止爆炸    c．將NaClO₃還原為ClO₂
（2）吸收塔內反應的化學方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂↑，吸收塔的溫度不能超過20℃，其原因是防止H₂O₂分解．
（3）從“母液”中可回收的主要物質是Na₂SO₄．
（4）從吸收塔中可獲得NaClO₂溶液，從NaClO₂溶液到粗產品（NaClO₂）經過的操作步驟依次為：①減壓，55℃蒸發(fā)結晶；②趁熱過濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥，得到成品．
（5）為測定粗品中NaClO₂的質量分數(shù)，做如下實驗：
準確稱取所得亞氯酸鈉樣品10.00g于燒杯中，加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體，再滴人適量的稀硫酸，充分反應（ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-）．將所得混合液配成250mL待測溶液，取25.00mL待測液，用2.000mol．L^-l Na₂S₂O₃標準液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），滴定終點的現(xiàn)象為滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準液，終點溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內不變色．

Answer 1

分析 NaClO₃在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成ClO₂，同時得到Na₂SO₄，然后與過氧化氫在堿性條件下反應生成NaClO₂，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾可得到NaClO₃，母液中主要含有Na₂SO₄，
（1）ClO₂發(fā)生器中發(fā)生反應：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂↑+Na₂SO₄，純ClO₂易分解爆炸，稀釋ClO₂以防止爆炸；
（2）吸收塔內是ClO₂與氫氧化鈉、過氧化氫反應生成NaClO₂，過氧化氫起還原劑作用生成氧氣；低于38℃析出NaCl0₂•3H₂O，實際控制溫度20℃，可能是溫度過高時過氧化氫發(fā)生分解；
（3）從“母液”中可回收的主要物質是硫酸鈉；
（4）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法，注意溫度控制，防止NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，防止析出NaCl0₂•3H₂O晶體；
（5）發(fā)生反應為I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，該反應中有碘單質參與，可采用淀粉溶液做指示劑，該反應是Na₂S₂O₃標準液滴定碘，開始時溶液為藍色，反應結束時變?yōu)闊o色，據此判斷滴定終點．

解答 解：NaClO₃在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成ClO₂，同時得到Na₂SO₄，然后與過氧化氫在堿性條件下反應生成NaClO₂，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾可得到NaClO₃，母液中主要含有Na₂SO₄，
（1）ClO₂發(fā)生器中發(fā)生反應：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂↑+Na₂SO₄，反應離子方程式為：2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂↑+SO₄^2-，純ClO₂易分解爆炸，稀釋ClO₂以防止爆炸，
故答案為：2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂↑+SO₄^2-；b；
（2）吸收塔內是ClO₂與氫氧化鈉、過氧化氫反應生成NaClO₂，過氧化氫起還原劑作用生成氧氣，反應方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂↑；低于38℃析出NaCl0₂•3H₂O，實際控制溫度20℃，可能是防止溫度過高時過氧化氫發(fā)生分解，
故答案為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂↑；防止H₂O₂分解；
（3）從“母液”中可回收的主要物質是Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₄；
（4）從溶液中制取晶體，一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法，因為NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出晶體是NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，若要得到NaClO₂晶體，為防止析出晶體NaClO₂•3H₂O，應趁熱過濾，應控制溫度38℃～60℃進行洗滌，低于60℃干燥，
故答案為：趁熱過濾；用38℃～60℃熱水洗滌；
（5）有碘單質參和生成的反應，一般采用淀粉溶液做指示劑，該反應是Na₂S₂O₃標準液滴定碘，發(fā)生反應為：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，滴定結束前溶液為藍色，滴定結束時變?yōu)闊o色，則滴定終點的現(xiàn)象為：滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準液，終點溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內不變色，
故答案為：滴入最后一滴Na₂S₂O₃標準液，終點溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內不變色．

點評 本題考查物質制備實驗，涉及物質分離提純、氧化還原反應、物質含量測定、信息獲取與運用等，側重學生綜合應用能力，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵．