Question

1．目前全球范圍內(nèi)環(huán)境污染備受關(guān)注，化工生產(chǎn)中應(yīng)大力倡導(dǎo)“綠色化學(xué)”和“原子經(jīng)濟(jì)”的理念，工業(yè)生產(chǎn)中的廢物利用尤為重要．工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸時(shí)，還同時(shí)生產(chǎn)了一種常見(jiàn)的重要含氯消毒劑和漂白劑亞氯酸鈉（NaClO₂），其工藝流程如圖：

已知：①NaHSO₄溶解度隨溫度的升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出．②高氯酸是至今為止人們已知酸中的最強(qiáng)酸，沸點(diǎn)90℃．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O，冷卻的目的是降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結(jié)晶析出．
（2）反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O．
（3）通入反應(yīng)器Ⅱ中的SO₂用H₂O₂代替同樣能生成NaClO₂，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明雙氧水在反應(yīng)中能代替SO₂的原因是H₂O₂有還原性也能把ClO₂還原為NaClO₂．
（4）Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，是因?yàn)樗鼈兌季哂袕?qiáng)氧化性，請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)上用氯氣和消石灰生產(chǎn)漂粉精的化學(xué)方程式：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 NaClO₃和濃H₂SO₄在反應(yīng)器I中反應(yīng)：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄，ClO₂在反應(yīng)器II中與二氧化硫、氫氧化鈉反應(yīng)2ClO₂+SO₂+4NaOH═2NaClO₂+Na₂SO₄+2H₂O；生成亞氯酸鈉，再得到其晶體；反應(yīng)器I中得到的溶液通過(guò)冷卻過(guò)濾得到NaHSO₄晶體，濾液為HClO₄，蒸餾得到純凈的HClO₄．
（1）NaClO₃和濃H₂SO₄在反應(yīng)器I中反應(yīng)生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄；冷卻溶液時(shí)會(huì)析出NaHSO₄晶體；
（2）反應(yīng)器Ⅱ中ClO₂與二氧化硫、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉；
（3）H₂O₂具有還原性，能還原ClO₂；
（4）具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)能用作消毒劑和漂白劑，氯氣和消石灰反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水．

解答 解：（1）反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；冷卻溶液時(shí)會(huì)降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結(jié)晶析出，
故答案為：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結(jié)晶析出；
（2）反應(yīng)器Ⅱ中ClO₂與二氧化硫、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉，其反應(yīng)的離子方程式為：2ClO₂+SO₂+4OH^-═2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+SO₂+4OH^-═2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O；
（3）H₂O₂中O元素為-1價(jià)，有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化，H₂O₂能還原ClO₂，所以入反應(yīng)器Ⅱ中的SO₂用H₂O₂代替同樣能生成NaClO₂；
故答案為：H₂O₂有還原性也能把ClO₂還原為NaClO₂；
（4）具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)能用作消毒劑和漂白劑，已知Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，是因?yàn)樗鼈兌季哂袕?qiáng)氧化性；用氯氣和消石灰生產(chǎn)漂粉精的化學(xué)方程式為2Cl₂+2 Ca（OH ）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案為：強(qiáng)氧化性；2Cl₂+2 Ca（OH ）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握制備流程中的反應(yīng)、混合物分離提純、元素和化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度中等．