Question

（14分）亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是過氧化氫法生產亞氯酸鈉的工藝流程圖：

已知：①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結晶析出NaClO₂?3H₂O。
②純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10％以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L。
（1） 160 g/L NaOH溶液的物質的量濃度為　　　    　　。
（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以防止爆炸；
c．將NaClO₃氧化成ClO₂
（3）吸收塔內的反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是　　                      。
（4）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是否過量的簡單實驗方法是                                       。
（5）吸收塔中為防止NaClO₂被還原成NaCl，所用還原劑的還原性應適中。除H₂O₂
外，還可以選擇的還原劑是　    　　（選填序號）。
a．Na₂O₂         b．Na₂S          c．FeCl₂
（6） 從濾液中得到NaClO₂?3H₂O粗晶體的實驗操作依次是　　　　　（選填序號）。
a．蒸餾    b．蒸發(fā)   c．灼燒   d．過濾    e．冷卻結晶
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

（1） 4mol/L（2分）    （2） b（2分）
（3）2NaOH+2ClO₂+H₂O₂ ＝2 NaClO₂+2H₂O+O₂（2分）；防止H₂O₂分解（2分）
（4）連續(xù)測定吸收塔內溶液的pH（2分）
（5） a （1分）    （6） b、e、d（全對2分，有錯不得分），重結晶（1分）

解析試題分析：（1）濃度g/L表示1L溶液中所含溶質質量的多少．160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH．令溶液體積為1L，則160gNaOH的物質的量為160g÷40g/mo=4mol．所以該溶液氫氧化鈉的物質的量濃度c（NaOH）=4mol÷1L==4mol?L?¹。
（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到10%以下安全．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。
（4）NaOH過量則溶液呈堿性，但考慮到該溶液有強氧化性，選擇指示劑或pH試紙檢驗會遇到氧化褪色問題，故生產中主要是用pH計連續(xù)測定溶液pH。
（5）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產物，影響NaClO₂生產；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產．Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂．Na₂S、FeCl₂還原性較強，生成物與NaClO₂分離比較困難，故選：a。
（6）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．所以操作順序為bed；得到的粗晶體經過重結晶可得到純度更高的晶體。
考點：本題考查化學流程的分析、物質的量濃度、基本操作。