Question

19．亞氯酸鈉（NaClO₂）主要用于棉紡、造紙業(yè)的漂白劑，也用于食品消毒、水處理等．
已知：①亞氯酸鈉（NaClO₂）受熱易分解．
②NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO₂•3H₂O．
③純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
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)l”需要鼓入空氣，空氣的作用是稀釋ClO₂以防爆炸
（2）“反應(yīng)2”的化學(xué)方程式為H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂．
（3）采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”，原因是常壓蒸發(fā)溫度過高，亞氯酸鈉容易分解．
結(jié)晶后需要對晶體洗滌，為了減少溶解損失，可以用冰水或酒精洗滌晶體．
（4）從“母液”中可回收的主要物質(zhì)是Na₂SO₄．
（5）要得到純的亞氯酸鈉晶體（NaClO₂•3H₂O），對粗產(chǎn)品必須進(jìn)行的操作名稱是重結(jié)晶．

Answer 1

分析 NaClO₃和濃H₂SO₄在反應(yīng)器I中與二氧化硫反應(yīng)生成ClO₂和Na₂SO₄，ClO₂在反應(yīng)器II中與雙氧水、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉，再得到其晶體，
（1）有流程圖可知“反應(yīng)1”中有ClO₂生成，純ClO₂易分解爆炸，通空氣的目的是防爆炸；
（2）“反應(yīng)2”是ClO₂在堿性條件下被過氧化氫氧化得到NaClO₂，可結(jié)合電子守恒及原子守恒寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）減壓蒸發(fā)在較低溫度下可進(jìn)行，防止溫度過高而導(dǎo)致物質(zhì)分解，洗滌時為減少損失可從降低溶解度的角度分析，可選擇冷水或酒精作洗滌劑；
（4）有流程圖可知，溶解氯酸鈉使用了硫酸，“反應(yīng)1”通SO₂作還原劑，氧化產(chǎn)物是硫酸鈉；
（5）粗產(chǎn)品中還含有其它可溶性鹽，可結(jié)合溶解度隨溫度變化情況，選擇分離方法．

解答 解：NaClO₃和濃H₂SO₄在反應(yīng)器I中與二氧化硫反應(yīng)生成ClO₂和Na₂SO₄，ClO₂在反應(yīng)器II中與雙氧水、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉，通過冷卻結(jié)晶與重結(jié)晶得到其晶體，
（1）“反應(yīng)1”因純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全，故答案為：稀釋ClO₂以防爆炸；
（2）根據(jù)生成NaClO₂目標(biāo)物的特點(diǎn)可知，反應(yīng)的方程式為H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂，反應(yīng)中Cl元素的化合價降低，則ClO₂為氧化劑，
故答案為：H₂O₂+2ClO₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂；
（3）減壓蒸發(fā)在較低溫度下可進(jìn)行，防止常壓蒸發(fā)溫度過高，亞硫酸鈉容易分解，選擇冰水或酒精洗滌，可減少晶體的溶解引起的損失，8故答案為：常壓蒸發(fā)溫度過高，亞硫酸鈉容易分解；冰水或酒精；
（4）氯酸鈉與二氧化硫在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO₂和Na₂SO₄，則母液中應(yīng)含有Na₂SO₄，故答案為：Na₂SO₄；
（5）結(jié)合溶解度的差異，采用重結(jié)晶進(jìn)行分離提純，得到純的亞氯酸鈉晶體，故答案為：重結(jié)晶．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)的工業(yè)設(shè)計(jì)，題目難度中等，本題注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，從質(zhì)量守恒的角度以及氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)判斷生成物，為解答該題的關(guān)鍵，也是易錯點(diǎn)．