Question

【題目】目前全球范圍內環境污染備受關注，化工生產中應大力倡導“綠色化學”和“原子經濟”的理念，工業生產中的廢物利用尤為重要。工業上生產高氯酸時，還同時生產了一種常見的重要含氯消毒劑和漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)，其工藝流程如下：

已知：①NaHSO4溶解度隨溫度的升高而增大，適當條件下可結晶析出。②高氯酸是至今為止人們已知酸中的最強酸，沸點90℃。請回答下列問題：

（1）反應器Ⅰ中發生反應的化學方程式為_______，冷卻的目的是____________。

（2）反應器Ⅱ中發生反應的離子方程式為__________________________。

（3）通入反應器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，請簡要說明雙氧水在反應中能代替SO2的原因是_________________________。

（4）Ca(ClO)2、ClO2、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，請寫出工業上用氯氣和消石灰生產漂粉精的化學方程式：___________________________________。

Answer 1

【答案】 3NaClO3+3H2SO4＝HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O 降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4結晶析出 2ClO2+SO2+4OH－＝2ClO2－+SO42－+2H2O H2O2有還原性也能把ClO2還原為NaClO2 2Cl2+2 Ca(OH )2＝CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O

【解析】（1）根據加入到反應器Ⅰ中的原料有NaClO3、濃硫酸，生成物有ClO2氣體、NaHSO4、HClO4溶液．依據書寫化學方程式的規則，即發生化學反應時滿足原子的種類和數目不變，書寫出化學反應方程式為：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；然后將反應生成物的溶液冷卻得到NaHSO4晶體，說明硫酸氫鈉的溶解度隨溫度的降低而減小；
（2）根據通入到反應容器Ⅱ中的反應物有NaOH、SO2、H2O、ClO2，生成物有NaClO2，氯的化合價由+4價變成了+3價，得到電子，根據氧化還原反應的原理硫應失電子，由+4價變成+6價，根據氧化還原反應原理的氧化劑得到電子總數等于還原劑失去電子的總數，則氧化還原反應方程式為2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O；
（3）如果將反應器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，說明變換物質后，氧化還原反應照樣能發生生成NaClO2，也就說明H2O2也具有還原性，也能把ClO2還原為NaClO2；
（4）消毒劑和漂白劑的消毒原理和漂白原理是利用它們的強氧化性來達到目的．根據教材知識工業上制取漂白粉是用氯氣與消石灰反應得到的，其反應原理為2Cl2+2 Ca(OH )2＝CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O。