Question

NaClO₂是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，一种生产NaClO₂的工艺如下：

己知：①ClO₂是一种强氧化性气体，浓度大时易分解爆炸。在生产使用时要用稀有气体或空气等进行稀释，同时避免光照、震动等。②NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO₂·3H₂O，高于38℃时析出的晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。回答下列问题：

（1）最近科学家又在“反应”步骤的基础上研究出用H₂C₂O₄代替SO₂制备ClO₂的新方法，该方法的化学方程式为___，该新方法最突出的优点是___。

（2）获得产品NaClO₂的“操作”包括以下步骤：

①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③___；④低于60℃干燥，得到产品。

（3）为了测定产品NaClO₂的纯度，取上述所得产品12.5g溶于水配成1L溶液，取出10.00mL溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的KI溶势、充分反应后(ClO₂^－被还原为Cl^－，杂质不参加反应)，加入2～3滴淀粉溶液，用0.25mol·L^－1Na₂S₂O₃标准液滴定，达到滴定终点时用去标准液20.00mL，试计算产品NaClO₂的纯度___。(提示：2Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2Nal)

（4）NaClO₂溶液中存在ClO₂、HClO₂、ClO₂^－、Cl^－四种含氯微粒。经测定25℃各含氯微粒浓度随pH的变化情况如图所示(Cl^－没有画出)。

①酸性条件下NaClO₂溶液中存在的Cl^－原因是___(用离子方程式解释)。

②pH＝5时，NaClO₂溶液中ClO₂、HClO₂、ClO₂^－、Cl^－四种含氯微粒的浓度由大到小的顺序是___。

Answer

2NaClO3 ＋H2C2O4＋H2SO4 = 2ClO2↑＋CO2↑＋2H2O 反应中生成的CO2对ClO2起到了稀释作用，提高了生产的安全性能 用38℃—60℃的温水洗涤 90.5% 5ClO2－＋ 4H＋ ＝4ClO2 ＋ Cl－ ＋ 2H2O c(HClO2) > c(ClO2－) > c(ClO2) > c(Cl－)

【解析】

⑴根据氧化还原反应原理写出新方法制备，由于浓度较大会发生爆炸，因此新方法中二氧化碳对ClO2有稀释作用，降低了浓度，避免安全事故。

⑵由于NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，因此避免低于用38℃以下的水，且不能高于60℃的温水洗涤。

⑶根据方程式建立NaClO2与Na2S2O3关系，列出方程，计算12.5g中NaClO2的物质的量，再计算纯度。

⑷由于ClO2－自身发生氧化还原，根据氧化还原反应原理写出离子方程式，再根据图像得出微粒的浓度大小，还要根据方程式得出c(ClO2)和c(Cl－)的大小。

⑴根据氧化还原反应原理得出该方法的化学方程式为2NaClO3 ＋H2C2O4＋H2SO4 = 2ClO2↑＋CO2↑＋2H2O，反应生成了CO2和ClO2，CO2对ClO2起到了稀释作用，提高了生产的安全性能，因此该新方法最突出的优点是反应中生成的CO2对ClO2起到了稀释作用，提高了生产的安全性能，故答案为：2NaClO3 ＋H2C2O4＋H2SO4 = 2ClO2↑＋CO2↑＋2H2O；反应中生成的CO2对ClO2起到了稀释作用，提高了生产的安全性能。

⑵由于NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，因此用38℃—60℃的温水洗涤，故答案为：用38℃—60℃的温水洗涤。

⑶根据方程式得出关系

解得x = 0.00125mol，则12.5g样品中NaClO2的物质的量0.00125mol×100 = 0.125 mol，其产品NaClO2的纯度，故答案为：90.5%。

⑷①酸性条件下NaClO2溶液要发生自身氧化还原反应生成Cl－和ClO2，其用离子方程式为5ClO2－＋ 4H＋ ＝4ClO2 ＋ Cl－＋ 2H2O，故答案为：5ClO2－＋ 4H＋ ＝4ClO2 ＋ Cl－＋ 2H2O。

②pH＝5时，根据图像可以得出NaClO2溶液中c(HClO2) > c(ClO2－) > c(ClO2)，根据第①问在酸性条件下得到ClO2和Cl－的比例关系，c(Cl－) < c(ClO2)，因此四种含氯微粒的浓度由大到小的顺序是c(HClO2) > c(ClO2－) > c(ClO2) > c(Cl－)。