Question

NaClO₂是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO₂·3H₂O，温度高于38℃时析出晶体NaClO₂，温度高于60℃时NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl。其一种生产工艺如下。

请回答下列问题：

(1)NaClO₂中Cl的化合价为_____________。

(2)反应I：

①做___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。

②将反应I中的化学方程式补充完整：

_____________

(3)电解Ⅱ：

①所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去粗盐水中的和，需要加入的试剂分别为_______、___________。

②电解过程中被氧化的物质是________。

③可用溶液吸收电解产生的，该反应的离子方程式是______________。

(4)操作Ⅲ：

滤液获得NaClO₂的操作步骤：①加热蒸发；②趁热过滤；③洗涤；④干燥，得到成品。趁热过滤应控制的温度范围是___________。

Answer

+3 还原剂 氯化钠(或) 38～60℃

【解析】

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，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，最后NaClO2溶液结晶、干燥得到产品，据此解答。

（1）NaClO2中Na是+1价，O是－2价，则根据化合物中正负价代数和为0可知Cl的化合价是+3价；

（2）①NaClO3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，这说明硫元素化合价升高失去电子被氧化，则二氧化硫是还原剂；

②反应I中Cl元素化合价从+5价降低到+4价，得到1个电子，S元素化合价从+4价升高到+6价失去2个电子，根据电子得失守恒以及原子守恒可知反应的方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4＝2NaHSO4+2ClO2；

（3）①由于除杂时不能引入新杂质，因此钙离子用碳酸钠除去，镁离子用氢氧化钠除去，即为除去粗盐水中的镁离子和钙离子，需要加入的试剂分别为NaOH、Na2CO3。

②电解装置中阴极ClO2得电子生成ClO2-，阳极Cl-失电子生成Cl2，所以电解过程中被氧化的物质是氯化钠。

③氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以该反应的离子方程式为Cl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2O；

（4）由于NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O，温度高于38℃时析出晶体NaClO2，温度高于60℃时NaClO2分解生成氯酸钠和氯化钠，因此趁热过滤应控制的温度范围是38℃～60℃。