Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種高效氧化、殺菌及漂白劑，其生產(chǎn)工藝如下：

（1）NaClO2中氯元素的化合價(jià)是_________。從氧化還原角度推測NaClO2可能具有的化學(xué)性質(zhì)是_________。

（2）過程I常伴有少量Cl2生成。

① Cl2的存在會(huì)造成產(chǎn)品中含有NaCl，請結(jié)合離子方程式解釋其原因_________。

② 結(jié)合下面信息，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案除去ClO2中的Cl2 ________。

	ClO2	Cl2
在水中的溶解性	易溶	溶
在CCl4中的溶解性	難溶	溶

（3）過程II中H2O2的作用是________（填“氧化劑”或“還原劑”）。

（4）理論上每生成1 mol NaClO2，消耗SO2的體積是________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。

（5）已知：

i. 壓強(qiáng)越大，物質(zhì)的沸點(diǎn)越高。

ii. NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出NaClO23H2O

38~60℃時(shí)析出NaClO2晶體

高于60℃時(shí)分解成NaClO3和NaCl

① 過程III采用“減壓蒸發(fā)”操作的原因是_____。

② 請將過程III的操作補(bǔ)充完整_______。

Answer 1

【答案】+3 既具有氧化性又具有還原性 Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O 將混有少量Cl2的ClO2緩慢通過盛有CCl4的洗氣瓶 還原劑 11.2 通過減壓降低水的沸點(diǎn)，在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和，避免其分解 控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾

【解析】

由流程圖可知，SO2與氯酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2，反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；ClO2與過氧化氫在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)生成NaClO2，反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2；由題給信息可知，高于60℃時(shí)分解成NaClO3和NaCl，則得到粗產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)采用減壓蒸發(fā)，在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和，避免NaClO2分解，結(jié)晶時(shí)應(yīng)控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾，防止溫度低于38℃析出NaClO23H2O。

（1）NaClO2中鈉元素化合價(jià)為+1價(jià)，氧元素化合價(jià)為—2價(jià)，由化合價(jià)代數(shù)和為零可知氯元素的化合價(jià)為+3價(jià)；元素化合價(jià)為中間價(jià)時(shí)，既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性，+3價(jià)介于氯元素—1價(jià)和+7價(jià)之間，則NaClO2既具有氧化性又具有還原性，故答案為：+3；既具有氧化性又具有還原性；

（2）①SO2與氯酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物可能為Cl2，反應(yīng)生成的氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，造成產(chǎn)品中含有NaCl和NaClO，反應(yīng)的離子方程式為Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O，故答案為：Cl2 + 2OH- =Cl- + ClO- + H2O；

② 由題給信息可知，ClO2和Cl2均溶于水，ClO2不溶于四氯化碳，Cl2溶于四氯化碳，所以除去ClO2中的Cl2的實(shí)驗(yàn)方案是將混有少量Cl2的ClO2緩慢通過盛有CCl4的洗氣瓶，故答案為：將混有少量Cl2的ClO2緩慢通過盛有CCl4的洗氣瓶；

（3）過程II中ClO2與過氧化氫在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)生成NaClO2，氯元素化合價(jià)降低，ClO2作氧化劑，雙氧水作還原劑，故答案為：還原劑；

（4）SO2與氯酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2，反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-，ClO2與過氧化氫在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)生成NaClO2，反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2，由方程式可得2NaClO2—SO2，則每生成1molNaClO2，消耗SO2的物質(zhì)的量是0.5mol，標(biāo)況下體積是11.2L，故答案為：11.2；

（5）①由題給信息可知，高于60℃時(shí)分解成NaClO3和NaCl，則得到粗產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)采用減壓蒸發(fā)，在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和，避免NaClO2分解，故答案為：通過減壓降低水的沸點(diǎn)，在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和，避免其分解；

②減壓蒸發(fā)后，結(jié)晶時(shí)應(yīng)控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾，防止溫度低于38℃析出NaClO23H2O，故答案為：控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾。