Question

NaClO₂是一种成要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（1）NaClO₂中Cl的化合价为_______。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO₂的化学方程式________。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg²⁺和Ca²⁺，要加入的试剂分别为______、_____。“电解”中阴极反应的主要产物是______。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO₂。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____，该反应中氧化产物是________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl₂的氧化能力。NaClO₂的有效氯含量为______(计算结果保留两位小数)

Answer

＋3 2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4 NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO2-(或NaClO2) 2∶1 O2 1.57

【解析】（1）在NaClO2中Na为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，可得Cl的化合价为+3价；
（2）NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化剂，还原产物为NaCl，回收产物为NaHSO4，说明生成硫酸氢钠，且产生ClO2，根据电子守恒可知，此反应的化学方程式为：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2；
（3）食盐溶液中混有Mg2+ 和Ca2+，可以利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+，ClO2氧化能力强，根据结晶干燥后的产物可知ClO2的还原产物为NaClO2，因此电解装置中阴极ClO2得电子生成ClO2-，阳极Cl-失电子生成Cl2；
（4）依据图示可知，利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2，产物为ClO2-，则此反应中ClO2为氧化剂，还原产物为ClO2-，化合价从+4价降为+3价，H2O2为还原剂，氧化产物为O2，每摩尔H2O2得到2mol电子，依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1；
（5）1gNaClO2的物质的量=mol，依据电子转移数目相等，NaClO2～Cl-～4e-，Cl2～2Cl-～2e-，可知氯气的物质的量为mol×4×=mol，则氯气的质量为mol×71g/mol=1.57g。

点睛：准确理解流程图是解题关键，由制备流程可知，NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2，其中NaClO3是氧化剂，回收产物为NaHSO4，说明生成硫酸氢钠，且产生ClO2，根据电子守恒可知，此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2，选择NaOH除去食盐水中的Mg2+，选择碳酸钠除去食盐水中的Ca2+，然后电解装置中阴极ClO2得电子生成ClO2-，阳极Cl-失电子生成Cl2，含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2，产物为ClO2-，最后NaClO2溶液结晶、干燥得到产品，以此来解答。