Question

亚氯酸钠(NaClO₂)是一种高效氧化剂和优质漂白剂。一种以氯酸钠(NaClO₃)为原料制备NaClO₂粗品的工艺流程如下图所示：

已知：

①纯ClO₂易分解爆炸，空气中ClO₂的体积分数在10%以下比较安全；

②NaClO₂在碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中迅速分解；

③含水NaClO₂受热易分解。

(1) 试剂A可以选择___________(填字母序号)。

a. SO₂        b. 浓硝酸     c. KMnO₄

(2) 下列关于上述流程的说法中，合理的是________(填字母序号)。

a. 反应Ⅰ进行过程中应持续鼓入空气

b. 反应Ⅰ后得到的母液中，溶质的主要成分是NaCl

c. 反应Ⅱ中NaOH 应过量

(3) 反应Ⅱ的离子方程式为                        。

(4) 已知压强越大，物质的沸点越高。反应Ⅱ结束后采用“减压蒸发”操作的原因是_________________。

(5) NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量变质前后的NaClO₂试样均配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量           。（填“相同”，“不同”或“无法判断”）

(6) 中间产物二氧化氯(ClO₂)在生产生活中也有广泛应用。用ClO₂处理泄漏的氰化钠(NaCN)，得到无毒的NaCl、N₂ 和CO₂。若处理含NaCN 4×10^-5mol ·L^-1的废水 1000L，至少需要ClO₂ 的质量为___________g。

(7) ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。写出该制备反应的化学方程式                 。

Answer

（1）a(2分) （2）ac(2分)

（3）2ClO2 + H2O2 + 2OH- === 2ClO2- + 2H2O + O2(2分)

（4）在较低温度蒸发浓缩，可防止温度过高NaClO2分解(2分)

（5）相同(2分)（6）2.7(2分)

（7）5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O(2分)

【解析】

试题分析：（1）结合流程图可知，反应Ι为ClO3-到ClO2，氯元素化合价降低，需加入还原剂A发生氧化还原反应，b、c均为氧化剂，所以试剂A选择a；

（2）反应Ⅰ进行过程中需不断鼓入空气，使二氧化氯的含量保持低浓度，且反应I后的母液中含有硫酸钠，因为二氧化氯在碱性条件下稳定存在，所以加入NaOH应过量，答案选ac。

（3）由流程图最后的产品为NaClO2可知，该过程中氯元素被还原，所以反应II的离子方程式为：2ClO2 + H2O2 + 2OH- === 2ClO2- + 2H2O + O2；

（4）因为压强越大，物质的沸点越高，所以反应Ⅱ结束后采用“减压蒸发”操作的原因是在较低温度蒸发浓缩，可防止温度过高NaClO2分解。

（5）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl，Cl元素从+3价变为+5价和-1价，反应为3NaClO2=2NaClO3+ NaCl，NaClO2试样与足量FeSO4溶液反应3ClO2- + 12Fe2+ + 6H2O = 4Fe(OH)3↓ + 3Cl- + 8Fe3+，最终得到Cl元素由+3价变为-1价，所以NaClO2变质前后分别与Fe2+反应时，最终均得到等量NaCl，Cl元素均由+3价变为-1价，根据电子守恒，两个过程中得到的电子的物质的量相同

（6）由题给条件反应的方程式为：2ClO2 + 2NaCN = 2NaCl + N2 + 2CO2 ，n(NaCN) = 4 × 10-5 × 1000 = 0.04 mol，由化学方程式可知n(ClO2) = 0.04mol ，m(ClO2) = 0.04 × 67.5 = 2.7g。

（7）ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。则该反应的化学方程式为5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O。

考点：以物质的制取流程，考查氯的化合物的知识、氧化还原反应。