Question

【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下：

回答下列問題：

（1）NaClO2中Cl的化合價為_______。

（2）寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_______。

（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為________、________。“電解”中陰極反應的主要產物是______。

（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為________，該反應中氧化產物是_________。

（5）“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為____。（計算結果保留兩位小數）

Answer 1

【答案】（1）+3價；（2）2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；

（3）NaOH溶液 ；Na2CO3溶液 ；ClO2-（或NaClO2）；

（4）2:1； O2；

（5）1.57g。

【解析】

試題分析：（1）在NaClO2中Na為+1價，O為-2價，根據正負化合價的代數和為0，可得Cl的化合價為+3價。（2）NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化劑，還原產物為NaCl，根據電子守恒和原子守恒，此反應的化學方程式為2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑。（3）食鹽溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用過量NaOH溶液除去Mg2+，利用過量Na2CO3溶液除去Ca2+，向NaCl溶液加入ClO2，進行電解，陽極發生反應2Cl--2e-=Cl2↑，反應產生Cl2， 陰極發生反應產生NaClO2，可見“電解”中陰極反應的主要產物是NaClO2；（4）根據圖示可知：利用含有過氧化氫的NaOH溶液ClO2氣體，產物為NaClO3，則此吸收反應中，氧化劑為ClO2，還原產物為NaClO2，還原劑是H2O2，氧化產物是O2，每1mol的H2O2轉移2mol電子，反應方程式是：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O，可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2:1，該反應中氧化產物O2。（5）每1克NaClO2的物質的量為n（NaClO2）=1g÷90.5g/mol=mol，其獲得電子的物質的量是n（e-）=mol×4=4/90.5mol，1molCl2獲得電子的物質的量是2mol，根據電子轉移數目相等，可知其相對于氯氣的物質的量為n=mol×4÷2=mol，則氯氣的質量為mol×71g/mol=1. 57g。