Question

【題目】ClO2是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑，易溶于水。制備方法如下：

（1）步驟Ⅰ：電解食鹽水制備氯酸鈉。用于電解的食鹽水需先除去其中的 Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質。在除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的________（填化學式），至沉淀不再產生后，再加入過量的________和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去。

（2）步驟Ⅱ：將步驟Ⅰ得到的食鹽水在特定條件下電解得到氯酸鈉（NaClO3），再將它與鹽酸反應生成ClO2與Cl2，ClO2與Cl2的物質的量比是____________。

（3）學生擬用左下圖所示裝置模擬工業制取并收集ClO2，用NaClO3和草酸（H2C2O4）恒溫在60℃ 時反應制得。

反應過程中需要對A容器進行加熱，加熱的方式為____________；加熱需要的玻璃儀器除酒精燈外，還有_________________；

（4）反應后在裝置C中可得亞氯酸鈉（NaClO2）溶液。已知NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時，析出的晶體是NaClO2·3H2O，在溫度高于38℃時析出的是NaClO2。根據右上圖所示NaClO2的溶解度曲線，請完成從NaClO2溶液中制得NaClO2·3H2O的操作步驟：

①_____________；②_______________；③洗滌；④干燥。

（5）目前我國已成功研制出利用NaClO2制取二氧化氯的新方法，將Cl2通入到NaClO2溶液中。現制取270kg二氧化氯，需要亞氯酸鈉的質量是________。

（6）ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的劇毒CN-氧化為無毒物質，自身被還原為Cl-。處理含CN-相同量的電鍍廢水，所需Cl2的物質的量是ClO2的_______倍。

Answer 1

【答案】BaCl2 Na2CO3 2:1 水浴加熱 大燒杯、溫度計 蒸發濃縮 冷卻結晶 362Kg 2.5

【解析】

（1）溶液中的雜質離子為鈣離子、鎂離子和硫酸根離子，根據鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，鈣離子用碳酸根離子沉淀，加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后，可以將過量的鋇離子沉淀除去，最后再用鹽酸處理溶液中的碳酸根離子和氫氧根離子，所以往粗鹽水中先加入過量的BaCl2，至沉淀不再產生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去。

（2）電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應生成ClO2與Cl2，再根據化合價升降相等及原子守恒配平，得到離子方程式為2ClO3-＋4H＋+2Cl－=2ClO2＋Cl2＋2H2O，則ClO2與Cl2的物質的量比是2:1.

（3）ClO2是用NaClO3和草酸（H2C2O4）恒溫在60℃ 時反應制得，所以加熱的方式為水浴加熱；加熱需要的玻璃儀器除酒精燈外，還有大燒杯、溫度計；

（4）由溶液制得結晶水合物的基本操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、洗滌、干燥等。

（5）根據氯氣與亞氯酸鈉反應的化學方程式和二氧化氯的質量，列出比例式，就可計算出參加反應的亞氯酸鈉的質量。設需要亞氯酸鈉的質量為x，

2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2

181 135

x 270kg 181x=135270kg 解得x=362kg

（6）每摩爾氯氣得到2mol電子，每摩爾ClO2得到5mol電子，所以處理含CN-相同量的電鍍廢水，所需Cl2的物質的量是ClO2的2.5倍。