Question

【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)具有強氧化性，受熱易分解，可作漂白劑、食品消毒劑等。

Ⅰ.亞氯酸鈉的制備

以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下：

(1)“反應(yīng)1”中的氧化劑是_____(填化學(xué)式，下同)，母液中溶質(zhì)的主要成分是_____。

(2)每有1mol SO2參加反應(yīng)，理論上可生成ClO2的物質(zhì)的量為________mol。

(3)如果將SO2換為Na2SO3和稀H2SO4，則“反應(yīng)1”的離子方程式為________。

(4)“反應(yīng)2”使用H2O2而不使用其他物質(zhì)的主要理由是____________________。

Ⅱ.亞氯酸鈉的應(yīng)用

(5)用亞氯酸鈉作水處理劑，水中可能殘留少量亞氯酸鈉，可以加入硫酸亞鐵除去殘留的亞氯酸鹽，硫酸亞鐵除可與亞氯酸鈉反應(yīng)外，還可以起到的作用是____________。

(6)實驗室可用亞氯酸鈉和氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)制備ClO2氣體。

①上述反應(yīng)的離子方程式為____________。

②ClO2也可用于殺菌消毒，其消毒能力是等物質(zhì)的量Cl2的_______倍。

Answer 1

【答案】NaClO3 Na2SO4 2 2ClO3－+SO32－+2H+=2ClO2↑+SO42－+H2O 多余的H2O2可分解為氧氣和水，不引入其它雜質(zhì) Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3具有膠體的性質(zhì)，可以吸附水的雜質(zhì) ClO2－+ClO3－+2H+=2ClO2↑+H2O 2.5

【解析】

在以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程中，反應(yīng)Ⅰ中反應(yīng)物為NaClO3和SO2，已知生成物為ClO2，Cl元素的化合價由+5變?yōu)?/span>+4，NaClO3做氧化劑，則SO2為還原劑，其對應(yīng)氧化產(chǎn)物為SO42-，因而反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4；反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)物為ClO2，H2O2和NaOH，已知產(chǎn)物為NaClO2，Cl元素的化合價由+4變?yōu)?/span>+3，ClO2做氧化劑，則H2O2作還原劑，結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理知2ClO2+ H2O2+2NaOH= 2NaClO2+O2+2H2O。

(1) 反應(yīng)Ⅰ中反應(yīng)物為NaClO3和SO2，已知生成物為ClO2，Cl元素的化合價由+5變?yōu)?/span>+4，NaClO3作氧化劑，由上分析反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4 ，根據(jù)該反應(yīng)得產(chǎn)物，反應(yīng)Ⅰ的母液中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4；

(2)結(jié)合反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4 ，觀察化學(xué)計量數(shù)知每有1mol SO2參加反應(yīng)，理論上可生成ClO2的物質(zhì)的量為2mol；

(3)如果將SO2換為Na2SO3和稀H2SO4，NaClO3中ClO3－作氧化劑，被換成氣體ClO2，SO32－作還原劑，被氧化成SO42－，結(jié)合缺項配平知“反應(yīng)1”的離子方程式為2ClO3－+SO32－+2H+=2ClO2↑+SO42－+H2O；

(4)為了使ClO2更多地轉(zhuǎn)化為NaClO2，需要加入過量的H2O2，過量的試劑需除去，由于H2O2易分解為氧氣和水，所以“反應(yīng)2”使用H2O2而不使用其他物質(zhì)的主要理由是多余的H2O2可分解為氧氣和水，不引入其它雜質(zhì)；

(5)硫酸亞鐵除與亞氯酸鈉反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++ClO2－+4H+ = 4Fe3++Cl－+2H2O，Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+會發(fā)生水解，其方程式為Fe3++3H2O Fe(OH)3(膠體)+3H+，Fe(OH)3具有膠體的性質(zhì)，可以吸附水的雜質(zhì)，這就是硫酸亞鐵除可與亞氯酸鈉反應(yīng)外，還可以起到的作用；

(6) ①亞氯酸鈉和氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)制備ClO2氣體，其反應(yīng)物為亞氯酸鈉和氯酸鈉，產(chǎn)物為ClO2，Cl元素化合價由+3變?yōu)?/span>+4或由+5變?yōu)?/span>+4，結(jié)合缺項配平的原理，離子方程式為ClO2－+ClO3－+2H+=2ClO2↑+H2O

②ClO2用于殺菌消毒時Cl元素由+4變?yōu)?/span>-1，而Cl2用于殺菌消毒時Cl元素由0變?yōu)?/span>-1，因而等物質(zhì)的量Cl2和ClO2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比為，ClO2的消毒能力是等物質(zhì)的量Cl2的倍。