Question

17．工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸時，還同時生產(chǎn)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：
1、NaHSO₄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中冷卻的目的是降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結晶析出，方法1使用的操作是蒸餾．
（2）反應器Ⅱ中發(fā)生反應的離子方程式為2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O．
（3）通入反應器Ⅱ中的SO₂用另一物質(zhì)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H₂O₂有還原性也能把ClO₂還原為NaClO₂．
（4）Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO、NaClO₂ 等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑是因為它們都具有強氧化性，請寫出工業(yè)上用氯氣和NaOH溶液生產(chǎn)另一種消毒劑 NaClO的離子方程式Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．

Answer 1

分析 NaClO₃和濃H₂SO₄在反應器I中反應：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄，ClO₂在反應器II中與二氧化硫、氫氧化鈉反應2ClO₂+SO₂+4NaOH═2NaClO₂+Na₂SO₄+2H₂O；生成亞氯酸鈉，再得到其晶體；反應器I中得到的溶液通過冷卻過濾得到NaHSO₄晶體，濾液為HClO₄，蒸餾得到純凈的HClO₄．
（1）NaClO₃和濃H₂SO₄在反應器I中反應生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄；冷卻溶液時會析出NaHSO₄晶體；高氯酸易揮發(fā)，蒸餾可以得到高氯酸；
（2）反應器Ⅱ中ClO₂與二氧化硫、氫氧化鈉反應生成亞氯酸鈉；
（3）H₂O₂具有還原性，能還原ClO₂；
（4）具有強氧化性的物質(zhì)能用作消毒劑和漂白劑，氯氣和NaOH溶液生成NaCl和次氯酸鈉、水．

解答 解：（1）NaClO₃和濃H₂SO₄在反應器I中反應生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄，其反應的化學方程式為：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；冷卻溶液時會降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結晶析出；高氯酸的沸點低，易揮發(fā)，蒸餾可以得到純凈的高氯酸，
故答案為：降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄結晶析出；蒸餾；
（2）反應器Ⅱ中ClO₂與二氧化硫、氫氧化鈉反應生成亞氯酸鈉，其反應的離子方程式為：2ClO₂+SO₂+4OH^-═2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+SO₂+4OH^-═2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O；
（3）H₂O₂中O元素為-1價，有還原性，能被強氧化劑氧化，H₂O₂能還原ClO₂，所以入反應器Ⅱ中的SO₂用H₂O₂代替同樣能生成NaClO₂；
故答案為：H₂O₂有還原性也能把ClO₂還原為NaClO₂；
（4）具有強氧化性的物質(zhì)能用作消毒劑和漂白劑，已知Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，是因為它們都具有強氧化性；工業(yè)上用氯氣和NaOH溶液生產(chǎn)次氯酸鈉溶液，同時生成NaCl和水，其反應的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，
故答案為：強氧化；Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．

點評 本題以亞氯酸鈉制備為背景，考查了學生閱讀題目獲取信息的能力、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，以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力，題目難度中等．