Question

【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下：

回答下列問題：

（1）NaClO2中Cl的化合價為_______。

（2）寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式__________________________________。

（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為________、________。“電解”中陰極反應的主要產物是______。

（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為________，該反應中氧化產物是_________。

（5）“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為____。（計算結果保留兩位小數）

Answer 1

【答案】 +3價 2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4 NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO2-(或NaClO2) 2:1 O2 1.57g。

【解析】（1）在NaClO2中Na為+1價，O為-2價，根據正負化合價的代數和為0，可得Cl的化合價為+3價；
（2）NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化劑，還原產物為NaCl，回收產物為NaHSO4，說明生成硫酸氫鈉，且產生ClO2，根據電子守恒可知，此反應的化學方程式為：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2；
（3）食鹽溶液中混有Mg2+ 和Ca2+，可以利用過量NaOH溶液除去Mg2+，利用過量Na2CO3溶液除去Ca2+，ClO2氧化能力強，根據結晶干燥后的產物可知ClO2的還原產物為NaClO2，因此電解裝置中陰極ClO2得電子生成ClO2-，陽極Cl-失電子生成Cl2；
（4）依據圖示可知，利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2，產物為ClO2-，則此反應中ClO2為氧化劑，還原產物為ClO2-，化合價從+4價降為+3價，H2O2為還原劑，氧化產物為O2，每摩爾H2O2得到2mol電子，依據電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2∶1；
（5）1gNaClO2的物質的量=mol，依據電子轉移數目相等，NaClO2～Cl-～4e-，Cl2～2Cl-～2e-，可知氯氣的物質的量為mol×4×=mol，則氯氣的質量為mol×71g/mol=1.57g。