Question

10．工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸（沸點(diǎn)：90°C）時(shí)還同時(shí)生產(chǎn)了亞氯酸鈉，其工藝流程如下：
已知：亞氯酸鈉的溶解度隨溫度的升高而明顯增大，且在175°C時(shí)分解．
（1）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾操作的常用玻璃儀器有（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯．
（2）反應(yīng)器I中的溫度最佳為C（填序號(hào)）；操作②的名稱(chēng)為蒸餾．
A.0°C          B.20°C        C.80°C          D.120°C
（3）反應(yīng)器II中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O．
（4）加快反應(yīng)器II中反應(yīng)速率的措施有適當(dāng)升高溫度、增大NaOH溶液的濃度、增大氣體（SO₂、ClO₂）和NaOH溶液的接觸面積等（寫(xiě)出一種措施即可）等．從反應(yīng)器II中獲得NaClO₂粗品的實(shí)驗(yàn)操作依次是DF（A）（填序號(hào)，下同），獲得的粗產(chǎn)品中含少量硫酸鈉，進(jìn)一步提純的操作名稱(chēng)為B．
A．過(guò)濾  B．重結(jié)晶  C．蒸餾  D．蒸發(fā)濃縮  E．蒸干灼燒  F．冷卻結(jié)晶  G．萃取分液．

Answer 1

分析 工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸（沸點(diǎn)：90°C）時(shí)還同時(shí)生產(chǎn)了亞氯酸鈉，其工藝流程為：反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂+3NaHSO₄+H₂O，NaHSO₄的溶解度隨著溫度的降低而減小，冷卻得到NaHSO₄晶體，濾液通過(guò)蒸餾得到HClO₄產(chǎn)品，通入到反應(yīng)容器Ⅱ中的反應(yīng)物有NaOH、SO₂、H₂O、ClO₂，生成物有NaClO₂，反應(yīng)的方程式為2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O，
（1）過(guò)濾操作的常用玻璃儀器有（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯；
（2）反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂+3NaHSO₄+H₂O；溫度太低，反應(yīng)速率太慢，溫度太高不利于NaHSO₄結(jié)晶析出，而且會(huì)造成高氯酸的損失，因?yàn)楦呗人岬姆悬c(diǎn)為90℃，所以溫度應(yīng)＜90℃； 互溶的液體，可根據(jù)沸點(diǎn)的不同用蒸餾法分離；
（3）根據(jù)流程圖可知：反應(yīng)物有ClO₂+SO₂+NaOH、生成物有NaClO₂，由ClO₂變成ClO₂^-，化合價(jià)降低，則SO₂應(yīng)被氧化生成SO₄^2-，然后根據(jù)守恒配平即可；
（4）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可知，加快反應(yīng)器Ⅱ中反應(yīng)速率的措施有：適當(dāng)升高溫度[增大NaOH溶液的濃度、增大氣體（SO₂、ClO₂）和NaOH溶液的接觸面積等]；從反應(yīng)器Ⅱ中獲得NaClO₂晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；要除去NaClO₂粗品中的少量可溶性雜質(zhì)，進(jìn)一步提純的操作為重結(jié)晶．

解答 解：（1）過(guò)濾操作的常用玻璃儀器有（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯；
（2）溫度太低，反應(yīng)速率太慢，溫度太高不利于NaHSO₄結(jié)晶析出，而且會(huì)造成高氯酸的損失，因?yàn)楦呗人岬姆悬c(diǎn)為90℃，所以溫度應(yīng)＜90℃，應(yīng)選C； 互溶的液體，可根據(jù)沸點(diǎn)的不同用蒸餾法分離蒸餾，
故答案為：C；蒸餾；
（3）根據(jù)流程圖可知：反應(yīng)物有ClO₂+SO₂+NaOH、生成物有NaClO₂，由ClO₂變成ClO₂^-，化合價(jià)降低，則SO₂應(yīng)被氧化生成SO₄^2-，然后根據(jù)守恒配平即可；
故答案為：2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O；  
（4）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可知，加快反應(yīng)器Ⅱ中反應(yīng)速率的措施有：適當(dāng)升高溫度、增大NaOH溶液的濃度、增大氣體（SO₂、ClO₂）和NaOH溶液的接觸面積等；從反應(yīng)器Ⅱ中獲得NaClO₂晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；要除去NaClO₂粗品中的少量可溶性雜質(zhì)，進(jìn)一步提純的操作名稱(chēng)為重結(jié)晶，
 故答案為：適當(dāng)升高溫度、增大NaOH溶液的濃度、增大氣體（SO₂、ClO₂）和NaOH溶液的接觸面積等；DF（A）；B．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道工藝流程題目，考查角度廣，難度較大，需要把握住工藝流程的過(guò)程，找到解決問(wèn)題的突破口，運(yùn)用基本知識(shí)、結(jié)合最終要得到的產(chǎn)品來(lái)解決．