Question

【題目】一種生產(chǎn)高氯酸(HClO4)的工藝流程如圖所示，該流程同時(shí)產(chǎn)出重要含氯消毒劑(ClO2)和漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)：

已知：①NaHSO4溶解度隨溫度的升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出。

②高氯酸是一種強(qiáng)酸，沸點(diǎn)130℃左右。.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）完成反應(yīng)器1中生成高氯酸的化學(xué)方程式：NaClO3+H2SO4=HClO4+__ClO2↑+NaHSO4+___。冷卻的目的是__，能用蒸餾法分離出高氯酸的原因是___。

（2）反應(yīng)器II中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

（3）通入反應(yīng)器II中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明H2O2能代替SO2的原因是___。

Answer 1

【答案】3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O 降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4結(jié)晶析出 HClO4沸點(diǎn)低，且與濾液中其他成分沸點(diǎn)差異較明顯 2ClO2+SO2+4OH-=2++2H2O H2O2有還原性，也能把ClO2還原為NaClO2

【解析】

(1) 根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，書(shū)寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式；冷卻的目的是是利用NaHSO4溶解度來(lái)冷卻結(jié)晶；用蒸餾法分離混合物是因?yàn)閮烧叩姆悬c(diǎn)相差明顯；

(2) 根據(jù)通入到反應(yīng)容器Ⅱ中的反應(yīng)物有NaOH、SO2、H2O、ClO2，生成物有NaClO2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的得失電子守恒，和質(zhì)量守恒定律來(lái)配平離子方程式；

(3) SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，因?yàn)?/span>H2O2與SO2一樣具有還原性。

(1)反應(yīng)中Cl元素的化合價(jià)部分由+5價(jià)升至+7價(jià)、部分由+5價(jià)降至+4價(jià)，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，書(shū)寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式為：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；因?yàn)榱蛩釟溻c的溶解度隨溫度的升高而增大，將反應(yīng)生成物的溶液冷卻得到NaHSO4晶體，過(guò)濾后，將濾液蒸餾得到純凈的HClO4，是因?yàn)楦呗人岬姆悬c(diǎn)低，且與濾液中其他成分沸點(diǎn)差異較明顯，故答案為：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O；降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4結(jié)晶析出；HClO4沸點(diǎn)低，且與濾液中其他成分沸點(diǎn)差異較明顯；

(2) 根據(jù)通入到反應(yīng)容器Ⅱ中的反應(yīng)物有NaOH、SO2、H2O、ClO2，生成物有NaClO2，氯的化合價(jià)由+4價(jià)變成了+3價(jià)，得到電子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理硫應(yīng)失電子，由+4價(jià)變成+6價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理：氧化劑得到電子總數(shù)等于還原劑失去電子的總數(shù)，則氧化還原反應(yīng)方程式為：2ClO2+SO2+4OH-=2++2H2O，故答案為：2ClO2+SO2+4OH-=2++2H2O；

(3) 如果將反應(yīng)器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，說(shuō)明變換物質(zhì)后，氧化還原反應(yīng)照樣能發(fā)生生成NaClO2，也就說(shuō)明H2O2也具有還原性，也能把ClO2還原為NaClO2，故答案為：H2O2有還原性，也能把ClO2還原為NaClO2。