Question

(18分)次氯酸鈉(NaClO)和亞氯酸鈉(NaClO3)都是重要的含氯消毒劑。

（1）NaClO2中，氯元素的化合價(jià)為________。

（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室探究并制作一種家用環(huán)保型消毒液(NaClO)發(fā)生器，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。

①通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，則電源有b電極名稱為_________（填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”）投。

②裝置中發(fā)生反應(yīng)的有關(guān)化學(xué)方程式為________；充分電解后溶液中各離子濃度由大到小順序?yàn)開___。

③請(qǐng)說出使用該裝置生產(chǎn)消毒液的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)和一個(gè)注意事項(xiàng)___________________。

（3）化學(xué)課外活動(dòng)小組為測(cè)定某品牌“84消毒液”中NaClO的含量（單位體積溶液含有 NaCIO的質(zhì)量），做了如下實(shí)驗(yàn)。已知：ClO－＋2I－＋2H＋＝Cl－＋I(xiàn)2＋H2O I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－

取10 mL該消毒液于錐形瓶中，迅速加入適量的硫酸酸化的碘化鉀溶液，密封、充分混合，暗處放置幾分鐘。然后加入幾滴淀粉溶液，用c mol/L的硫代硫酸鈉(Na2S2O3) 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平均用去VmL硫代硫酸鈉溶液。則該“84消毒液”中NaCIO的含量為_________g/mL（用含c、V的式子表示）。

（4）以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：

己知：(i)NaClO2 的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2·3H2O；

(ii)純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下較安全；

(iii) HClO2可看成是強(qiáng)酸。

①發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________，在發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是_____。

②吸收塔內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。在吸收塔中為防止被還原成NaCI，所用還原劑的還原性應(yīng)適中。除H2O2外，還可以選擇的還原劑_________（填序號(hào)）。

A.Na2O2 B．Na2S C.FeCl2

③從濾液中得到NaClO2·3H2O粗晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是_________（填序號(hào)）。

A.蒸餾 B．蒸發(fā) C.灼燒 D.過濾 E．冷卻結(jié)晶

 

Answer 1

（1）＋3（1分） （2）①正（1分） ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O（2分） c(Na＋)＞c(ClO－)＞c(OH－)＞c(H＋) （2分）

③方便、快捷（1分） 生成的可燃性氣體，要及時(shí)處理，以免出現(xiàn)危險(xiǎn)（1分）

（3）×10-3cV（2分）（4）①2ClO＋SO2＝2ClO2＋SO（2分） 稀釋ClO2以防止爆炸（1分）

②2NaOH＋2ClO2＋H2O2＝2NaClO2＋2H2O＋O2↑（2分） A（1分） ③BED（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0可知，氯酸鈉中氯元素的化合價(jià)是2×2－1＝＋3價(jià)。

（2）①要使氯氣完全被吸收，則下端產(chǎn)生氯氣。電解時(shí)氯離子在陽(yáng)極失去電子，所以b為電源的正極。

②電解氯化鈉生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，即2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。產(chǎn)生的氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉，即Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。二者合并后的方程式為NaCl＋H2O2NaClO＋H2↑，次氯酸鈉水解，溶液顯堿性，則離子濃度大小順序?yàn)閏(Na＋)＞c(ClO－)＞c(OH－)＞c(H＋)。

③根據(jù)裝置可知，其優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷。但由于還同時(shí)產(chǎn)生氫氣，氫氣是可燃性氣體，所以生成的可燃性氣體，要及時(shí)處理，以免出現(xiàn)危險(xiǎn)。

（3）根據(jù)方程式ClO－＋2I－＋2H＋＝Cl－＋I(xiàn)2＋H2O、I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－可知，ClO－～2S2O32－，所以次氯酸鈉的物質(zhì)的量是0.001cV/2mol，質(zhì)量為0.0005cVmol×74.5g/mol＝0.03725cVg，所以該“84消毒液”中NaCIO的含量為0.03725cVg÷10ml＝0.003725cVg/ml。

（4）①由流程圖可知C1O2發(fā)生器中目的是產(chǎn)生C1O2，二氧化硫具有還原性，將ClO3-還原為C1O2，自身被氧化為SO42-，反應(yīng)離子方程式為2SO2+ClO3-＝C1O2+2SO42-；由信息②可知，純ClO2易分解爆炸，發(fā)生器中鼓入空氣的作用應(yīng)是稀釋ClO2，以防止爆炸B；

②在雙氧水的作用下氫氧化鈉吸收ClO2生成亞氯酸鈉、水和氧氣，反應(yīng)的方程式為2NaOH＋2ClO2＋H2O2＝2NaClO2＋2H2O＋O2↑。

③還原性要適中，還原性太強(qiáng)，會(huì)將ClO2還原為更低價(jià)態(tài)產(chǎn)物，影響NaClO2生產(chǎn)；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn)。Na2O2溶于水相當(dāng)于H2O2，Na2S、FeCl2還原性較強(qiáng)，生成物與NaClO2分離比較困難；故選A；

④從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體，得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體，故答案為BED。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)