Question

亞氯酸鈉是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺毒．以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：

已知：①NaClO₂的溶解度隨著溫度升高而增大，適當條件下可結晶析出NaClO₂?3H₂O．
②純ClO₂為氣態(tài)，易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
（1）ClO₂發(fā)生器中發(fā)生反應的離子方程式為

 

．
（2）發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是

 

（選填序號）．
a．將SO₂氧化成SO₃，增強酸性    b．稀釋ClO₂以防爆炸     c．將NaClO₃氧化為ClO₂
（3）吸收塔內的反應的離子方程式為

 

．吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是

 

．在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，所以吸收塔中應維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量所需要的試劑是

 

．
（4）從濾液中得到NaClO₂?3H₂O粗晶體的實驗操作依次是

 

、冷卻結晶、過濾（選填序號）．
a．蒸餾                         b．蒸發(fā)                  c．灼燒
（5）要得到更純的NaClO₂?3H₂O晶體必須進行的操作是

 

（填操作名稱）

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）由流程圖可知C1O₂發(fā)生器中目的是產(chǎn)生C1O₂，二氧化硫具有還原性，將ClO₃^-還原為C1O₂，自身被氧化為SO₄^2-；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋，以防止爆炸；
（3）根據(jù)題目信息并運用氧化還原反應理論判斷反應物、生成物．根據(jù)流程信息可知，吸收塔內生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生．據(jù)此書寫方程式，溫度過高，H₂O₂容易分解，氫氧化鈉能使酚酞變紅；
（4）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體；
（5）得到的粗晶體經(jīng)過重結晶可得到純度更高的晶體．

解答： 解：（1）由流程圖可知C1O₂發(fā)生器中目的是產(chǎn)生C1O₂，二氧化硫具有還原性，將ClO₃^-還原為C1O₂，自身被氧化為SO₄^2-，反應離子方程式為2SO₂+ClO₃^-=C1O₂+2SO₄^2-；
故答案為：2SO₂+ClO₃^-=C1O₂+2SO₄^2-；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，發(fā)生器中鼓入空氣的作用應是稀釋ClO₂，以防止爆炸，故選b；
（3）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂．H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是防止H₂O₂分解，吸收塔中應維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量所需要的試劑是酚酞，過量時，顯示紅色，反之不會顯示紅色．
故答案為：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂═2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；防止H₂O₂受熱分解，有利于NaClO₂?3H₂O的析出；酚酞．
（4）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體，故答案為：b；
（5）得到的粗晶體經(jīng)過重結晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：重結晶．

點評：本題以學生比較陌生的亞氯酸制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考查學生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應相關知識的運用、有關實驗操作和簡單實驗設計能力考察以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力，題目有一定的難度．