Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌．以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：
已知：①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO23H2O
②純ClO2常溫下為氣體，易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全
（1）10%的NaOH溶液的密度為1.2g/cm3其物質(zhì)的量濃度為 ．
（2）在ClO2發(fā)生器中當(dāng)1gSO2完全轉(zhuǎn)化時(shí)，放出akJ熱量，寫出該熱化學(xué)反應(yīng)方程式鼓入Ar的作用是 ．
（3）寫出吸收塔內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式 ． 吸收塔的溫度不能超過40℃，其目的是 ．
（4）從濾液中得到的NaClO23H2O粗晶體中往往含有雜質(zhì)，要得到更純的NaClO23H2O晶體方法是 ．
（5）工業(yè)處理含NaClO2廢水時(shí)，先向廢水中加入適量NaOH，用惰性電極電解該廢水，同時(shí)制得NaClO3 ， 寫出ClO2﹣在陽極放電時(shí)的電極反應(yīng)方程式 ．
（6）已知SO2和Ar的混合氣體中，SO2的百分含量為5.6a%，當(dāng)bL（標(biāo)況下）該混合氣體參加反應(yīng)時(shí)，理論上需要的17%的H2O2的質(zhì)量為g（結(jié)果必須化簡）．

Answer 1

【答案】
（1）3mol/L
（2）2NaClO3（aq）+SO2（g）=Na2SO4（aq）+2ClO2（g）△H=﹣64akJ/mol；稀釋ClO2防止分解爆炸
（3）H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O；防止H2O2分解
（4）重結(jié)晶
（5）ClO2﹣﹣2e﹣+2OH﹣=ClO3﹣+H2O
（6）0.5ab
【解析】解：ClO2在二氧化硫和Ar氣混合氣體中不易分解爆炸，在吸收塔中擠入氫氧化鈉溶液和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO2 ， NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體NaClO23H2O．（1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、密度為1.2g/cm3的NaOH溶液，設(shè)氫氧化鈉溶液的體積為VL，則m=ρV=1.2g/cm3×V×103ml×10%=1.2V×102g，則n= = =3Vmol，所以c= =3mol/L，所以答案是：3mol/L；（2）1gSO2完全轉(zhuǎn)化時(shí)，放出akJ熱量，1molSO2完全轉(zhuǎn)化時(shí)，放出64akJ熱量，熱化學(xué)反應(yīng)方程式2NaClO3（aq）+SO2（g）=Na2SO4（aq）+2ClO2（g）△H=﹣64akJ/mol；由信息②可知，純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．發(fā)生器中鼓入Ar的作用應(yīng)是稀釋ClO2以防止爆炸，
所以答案是：2NaClO3（aq）+SO2（g）=Na2SO4（aq）+2ClO2（g）△H=﹣64akJ/mol；稀釋ClO2防止分解爆炸；（3）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO2 ， 所以一定有ClO2→NaClO2 ， 化合價(jià)降低，被還原；則H2O2必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2 ． H2O2不穩(wěn)定，溫度過高，H2O2容易分解，吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是防止H2O2分解，所以答案是：H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O；防止H2O2分解；（4）得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體，所以答案是：重結(jié)晶；（5）ClO2﹣失電子生成ClO3﹣ ， 電極反應(yīng)方程式：ClO2﹣﹣2e﹣+2OH﹣=ClO3﹣+H2O，所以答案是：ClO2﹣﹣2e﹣+2OH﹣=ClO3﹣+H2O；（6）根據(jù)方程式2NaClO3（aq）+SO2（g）=Na2SO4（aq）+2ClO2（g），H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O
可知SO2～H2O2為1：1
設(shè)需要的17%的H2O2的質(zhì)量為x g
×5.6a%=
x=0.5ab
所以答案是：0.5ab．