Question

亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是制取亞氯酸鈉的工藝流程：

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。

②ClO2氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在。

(1)在無隔膜電解槽中持續(xù)電解一段時間后，生成氫氣和NaClO3，請寫出陽極的電極反應方程式                                      。

(2)反應生成ClO2氣體需要X酸酸化，X酸可以為        。

A．鹽酸    B．稀硫酸    C．硝酸    D．H2C2O4溶液

(3)吸收塔內(nèi)的溫度不能過高的原因為          。

(4)ClO2被S還原為ClO、Cl轉(zhuǎn)化率與pH關(guān)系如圖。

寫出pH≤2時ClO2與S反應的離子方程式：              。

(5)ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN amg/L，現(xiàn)用ClO2將CN氧化，生成了兩種無毒無害的氣體，其離子反應方程式為_______________________；處理100 m3這種污水，至少需要ClO2 _____________ mol。

Answer 1

【知識點】工藝流程題A4B1  H6 F4

【答案解析】(1)Cl－-6e－+3H2O=ClO3－+6H+    (2)B      (3)溫度過高H2O2將分解

(4)2ClO2+5S2－+8H+=2Cl－+5S↓+4H2O     (5)2ClO2+2CN－=2Cl－+2CO2+N2↑   100a/26

解析：（1）電解池中陽極失去電子發(fā)生氧化反應，即氯離子在陽極失去電子，電極反應式是Cl－-6e－+3H2O=ClO3－+6H+。

（2）由于ClO2氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，所以只能在酸性環(huán)境中存在。在酸性條件下，氯酸鈉容易和鹽酸、H2C2O4發(fā)生氧化還原反應，而硝酸是強氧化性酸，所以X應該是硫酸。

（3）溫度過高，H2O2容易分解，因此吸收塔的溫度不能過高，其目的是防止H2O2分解。

（4）根據(jù)圖像可知，pH≤2時ClO2被還原為Cl—，則該反應的離子方程式是2ClO2+5S2—+ 8H+ ＝2Cl—+5S↓+4H2O。

（5）根據(jù)題意生成的兩種無毒無害的氣體是氮氣和二氧化碳，

即2ClO2+2CN－=2Cl－+2CO2+N2↑

   2mol   52g

    xmol  100×ag/m3，x=100a/26

【思路點撥】解答流程題中的氧化還原反應的配平要利用守恒法（原子、電荷、得失電子），如本題的第⑷題的配平：首先根據(jù)氧化還原反應得失電子相等配平氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物：2ClO2+5S2—＝2Cl—+5S↓，再根據(jù)電荷守恒配平2ClO2+5S2—+ 8H+ ＝2Cl—+5S↓，原子守恒總配平2ClO2+5S2—+ 8H+ ＝2Cl—+5S↓+4H2O。