Question

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂•3H₂O

②纯ClO₂常温下为气体，易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全

（1）10%的 NaOH溶液的密度为1.2g/cm³其物质的量浓度为__________________________。

（2）在ClO₂发生器中当1gSO₂完全转化时，放出akJ热量，写出该热化学反应方程式___________________ ，鼓入Ar的作用是                             。

（3）写出吸收塔内发生的化学反应方程式 _______________________________。吸收塔的温度不能超过40℃，其目的是________________________________。

（4）从滤液中得到的NaClO₂•3H₂O粗晶体中往往含有杂质，要得到更纯的NaClO₂•3H₂O晶体方法是_________________。

（5）工业处理含NaClO₂废水时，先向废水中加入适量NaOH，用惰性电极电解该废水，同时制得NaClO₃，

写出ClO₂^—在阳极放电时的电极反应方程式                              。

（6）已知SO₂和Ar的混合气体中，SO₂的百分含量为5.6a%，当bL（标况下）该混合气体参加反应时，理论上需要的17%的H₂O₂的质量为____________________ g(结果必须化简)。

Answer

（1）3mol/L

（2）2NaClO3(aq)+SO2(g)=Na2SO4(aq)+2ClO2(g) ΔH= - 64akJ/mol 稀释ClO2防止分解爆炸

（3）H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O 防止H2O2分解

（4）重结晶

（5）ClO2- - 2e-+2OH-=ClO3-+H2O

（6）0.5ab

【解析】

试题分析：（1）利用公式：c=计算10%的 NaOH溶液的密度为1.2g/cm3其物质的量浓度为(1000×1.2g/cm3×10%)÷40g/mol=3mol/L 。

（2）根据题给化学工艺流程知ClO2发生器中，SO2和NaClO3反应生成ClO2和硫酸钠，当1gSO2完全转化时，放出akJ热量，该热化学反应方程式为2NaClO3(aq)+SO2(g)=Na2SO4(aq)+2ClO2(g) ΔH= - 64akJ/mol ，根据信息②纯ClO2常温下为气体，易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全知鼓入Ar的作用是稀释ClO2防止分解爆炸。

（3）根据题给信息知吸收塔内ClO2被还原为NaClO2，则H2O2被氧化生成氧气，利用化合价升降法配平，发生的化学反应方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O；过氧化氢受热易分解，则吸收塔的温度不能超过40℃，其目的是防止H2O2分解。

（4）从滤液中得到的NaClO2•3H2O粗晶体中往往含有氢氧化钠等可溶性杂质，要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体方法是重结晶。

（5）根据题意知惰性电极电解该废水，阳极上ClO2—转化为ClO3-，氯元素的化合价由+3价升高到+5价，失去两个电子，溶液呈碱性，利用氢氧根和水配平，电极反应式为ClO2- - 2e-+2OH-=ClO3-+H2O。

（6）根据反应：2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2、H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O得关系式为SO2——H2O2，bL（标况下）混合气体中SO2的物质的量为（5.6a%×bL）÷22.4L/mol=0.0025abmol，则参加的H2O2的物质的量为0.0025abmol，质量为0.0025abmol×34g/mol，理论上需要的17%的H2O2的质量为（0.0025abmol×34g/mol）÷17%=0.5abg。

考点：考查化学工艺流程分析，涉及热化学方程式、化学方程式、电极反应式的书写，化学实验基本操作和化学计算。