Question

【題目】二氧化氯是國際上公認的對環(huán)境無二次污染的消毒殺菌劑。它常溫下為氣體，易溶于水，受熱易分解。甲醇法制制備二氧化氯的工藝如圖：

回答下列問題：

（1）ClO2可用于紙漿漂白、殺菌消毒是因其具有___性。

（2）加入“發(fā)生器”的濃硫酸先稀釋為63%H2SO4，冷卻后加入反應(yīng)器的原因是___。實際操作中再“發(fā)生器”中加入適量NaCl以加快反應(yīng)速率，若NaCl過量會發(fā)生成污染環(huán)境的一種氣體的分子式為___。

（3）若1molCH3OH反應(yīng)時轉(zhuǎn)移6mole-，則“發(fā)生器”中發(fā)生反應(yīng)的主要化學方程式為___。

（4）Na2SO4·10H2O和Na2SO4的溶解度曲線如圖所示，則“過程Ⅱ”的操作是：加熱濃縮至有大量晶體析出、___、經(jīng)干燥得Na2SO4固體。

（5）采用惰性電極為陽極，通過電解亞氯酸鈉溶液的方法也可以制備二氧化氯，其陽極的電極反應(yīng)式為___。

（6）與甲醇法制備二氧化氯相比，電解法的優(yōu)點是___（寫出2點）。

Answer 1

【答案】強氧化 避免因濃硫酸稀釋放熱，使ClO2受熱分解 Cl2 CH3OH+6NaClO3+4H2SO4=2Na3H(SO4)2+CO2↑+6ClO2↑+5H2O 在高于32.4℃條件下趁熱過濾、洗滌 ClO2--e-=ClO2↑ 綠色環(huán)保；操作簡便；原子利用率高

【解析】

(1)ClO2具有強氧化性；

(2)濃硫酸溶解于水放熱，且ClO2受熱易分解；Cl-在酸性條件下能被ClO2氧化；

(3)CH3OH中碳元素化合價為-2價，若1molCH3OH反應(yīng)時轉(zhuǎn)移6mole-，則CH3OH的氧化產(chǎn)物為CO2；

(4)當溫度低于32.4℃時有Na2SO4·10H2O析出，降低產(chǎn)品純度；

(5)陽極上ClO2-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成ClO2；

(6)甲醇法操作復(fù)雜，成本高。

(1)利用ClO2的強氧化性，常用于紙漿漂白、殺菌消毒；

(2)濃硫酸先稀釋為63%H2SO4，待冷卻后加入反應(yīng)器，這樣的操作可避免因濃硫酸稀釋放熱，使ClO2受熱分解；加入適量NaCl可加快反應(yīng)速率，但過量NaCl在酸性條件下，可被ClO2氧化生成Cl2，而污染環(huán)境；

(3)CH3OH中碳元素化合價為-2價，若1molCH3OH反應(yīng)時轉(zhuǎn)移6mole-，則CH3OH的氧化產(chǎn)物為CO2，則“發(fā)生器”中發(fā)生反應(yīng)的主要化學方程式為CH3OH+6NaClO3+4H2SO4=2Na3H(SO4)2+CO2↑+6ClO2↑+5H2O；

(4)當溫度低于32.4℃時有Na2SO4·10H2O析出，則“過程Ⅱ”中加熱濃縮至有大量晶體析出后，需要在高于32.4℃條件下趁熱過濾、洗滌，最后再干燥得Na2SO4固體；

(5)陽極上ClO2-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成ClO2，電極反應(yīng)式為ClO2--e-=ClO2↑；

(6)比較甲醇法與電解法，可知電解法的優(yōu)點是綠色環(huán)保、操作簡便、原子利用率高。