Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種高效漂白劑，工業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下：

已知：①ClO2氣體只能保持在濃度較低狀態(tài)下以防止爆炸性分解，且需現(xiàn)合成現(xiàn)用，ClO2氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在。

②NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出晶體NaClO2·3H2O，溫度高于38℃時(shí)析出晶體NaClO2，溫度高于60℃時(shí)NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。

（1）寫(xiě)出無(wú)隔膜電解槽中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：_________。

（2）生成ClO2的反應(yīng)中需用酸進(jìn)行酸化，你認(rèn)為最宜選用的酸為______________（寫(xiě)酸的名稱）。

（3）ClO2吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________，H2O2的電子式為________。

（4）請(qǐng)補(bǔ)充從濾液獲得NaClO2的操作步驟：①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②______；③用38℃~60℃熱水洗滌； ④低于60℃干燥，得到成品。

（5）NaClO2溶液濃度含量可用碘量法測(cè)定，其原理為在稀硫酸介質(zhì)中，NaClO2能定量地將碘離子氧化成碘，以淀粉為指示劑，用0.1000 mol·L1的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定碘而確定NaClO2。已知：2I2 + 2Na2S2O3=2NaI + Na2S4O6。

取NaClO2溶液體積V1 mL加入到適量的稀硫酸和KI溶液中，反應(yīng)完畢用Na2S2O3滴定反應(yīng)后的溶液，消耗V2 mL Na2S2O3溶液，則NaClO2的濃度為_______g·L1（雜質(zhì)不參與反應(yīng)，NaClO2中的氯元素被還原為Cl）。

Answer 1

【答案】Cl6e+6OH=ClO3-+3H2O 稀硫酸 2OH+2ClO2+H2O2=2ClO2-+2H2O+O2 趁熱過(guò)濾

【解析】

由流程可知，電解飽和食鹽水得到氯酸鈉溶液，向氯酸鈉溶液中通入二氧化硫和空氣，氯酸鈉被還原為二氧化氯并被吹入吸收塔中，在堿性條件下，二氧化氯被雙氧水還原生成亞氯酸鈉。

（1）無(wú)隔膜電解槽中陽(yáng)極上氯離子被氧化為氯酸根，電極反應(yīng)式為Cl6e+6OH=ClO3－+3H2O。

（2）生成ClO2的反應(yīng)中需用酸進(jìn)行酸化，由于二氧化硫是較強(qiáng)的還原劑，故不能用強(qiáng)氧化性的酸（如硝酸，可以被還原為氮的氧化物），由于氯酸鈉有強(qiáng)氧化性，也不能用還原性酸（如鹽酸，可以被氧化為氯氣），故為了防止氣體中引入其他雜質(zhì)，最宜選用的酸為稀硫酸。

（3）在堿性條件下，二氧化氯被雙氧水還原生成亞氯酸鈉，雙氧水被氧化為氧氣，故ClO2吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2OH+2ClO2+H2O2=2ClO2-+2H2O+O2，H2O2是共價(jià)化合物，其電子式為。

（4）NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出晶體NaClO2·3H2O，溫度高于38℃時(shí)析出晶體NaClO2，溫度高于60℃時(shí)NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。因此，從濾液獲得NaClO2的操作步驟：①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過(guò)濾；③用38℃~60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥，得到成品。

（5）由ClO2- +4I- +4H+=Cl- +2I2+2H2O、2I2 + 2Na2S2O3=2NaI + Na2S4O6可知，NaClO2~2I2 ~2Na2S2O3，則n(NaClO2)=0.5 n(Na2S2O3)= 0.5 V2 10-3L0.1000 mol·L1=5 V2 10-5 mol，則NaClO2的濃度為g·L1。