Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的消毒劑．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，②ClO₂的沸點為283K，純ClO₂易分解爆炸，③HClO₂在25℃時的電離程度與硫酸的第二步電離程度相當，可視為強酸．如圖是過氧化氫法生產亞氯酸鈉的工藝流程圖：

（1）ClO₂發生器中所發生反應的離子方程式為______，發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C1O₂以防止爆炸    C．將NaClO₃氧化成ClO₂
（2）在該實驗中用質量濃度來表示NaOH溶液的組成，若實驗時需要450mLl60g/L的NaOH溶液，則在精確配制時，需要稱取NaOH的質量是______g，所使用的儀器除托盤天平、量筒、燒杯、玻璃棒外，還必須有______．
（3）在堿性溶液中NaClO₂比較穩定，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）在吸收塔中，可代替H₂O₂的試劑是______ （填序號）．
A．Na₂O₂ B．Na₂S   C．FeCl₂ D．KMnO₄
（5）從濾液中得到NaClO₂?3H₂O晶體的實驗操作依次是______（填操作名稱）

Answer 1

解：（1）由流程圖可知C1O₂發生器中目的是產生ClO₂，二氧化硫具有還原性，將ClO₃^-還原為ClO₂，自身被氧化為SO₄^2-，反應離子方程式為2SO₂+ClO₃^-=ClO₂+2SO₄^2-；
由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，發生器中鼓入空氣的作用應是稀釋ClO₂，以防止爆炸，故選B；
故答案為：2SO₂+ClO₃^-=C1O₂+2SO₄^2-；B；
（2）應選擇500mL容量瓶，濃度g/L表示1L溶液中所含溶質質量的多少，配制500mLl60g/L的NaOH溶液需要氫氧化鈉的質量為0.5L×l60g/L=80.0g；
配制氫氧化鈉溶液需要儀器有：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管，故還需要的儀器為：500ml容量瓶、膠頭滴管、藥匙；
故答案為：80.0；500ml容量瓶、膠頭滴管、藥匙；
（3）NaOH過量則溶液呈堿性，取少許溶液加入酚酞，溶液若呈紅色，說明NaOH過量；
故答案為：酚酞；
（4）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態產物，影響NaClO₂生產；方便后續分離提純，加入試劑不能干擾后續生產．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；
（5）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體．得到的粗晶體經過重結晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾．
分析：（1）由流程圖可知C1O₂發生器中目的是產生ClO₂，二氧化硫具有還原性，將ClO₃^-還原為ClO₂，自身被氧化為SO₄^2-；
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；
（2）選擇500mL容量瓶，濃度g/L表示1L溶液中所含溶質質量的多少，據此計算配制500mLl60g/L的NaOH溶液需要氫氧化鈉的質量；
配制氫氧化鈉溶液需要儀器有：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）檢驗溶液的酸堿性可用酸堿指示劑．
（4）還原性要適中，還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態產物，影響NaClO₂生產，同時方便后續分離提純，加入試劑不能干擾后續生產，Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂．
（5）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體．得到的粗晶體經過重結晶可得到純度更高的晶體．
點評：本題以學生比較陌生的亞氯酸鈉制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考察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．