Question

6．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌．以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：

已知：
①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO₂•3H₂O．
②純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
③160g/L NaOH溶液是指160g NaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L．
（1）160g/L NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為：4.00mol/L（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（2）發(fā)生器中鼓入空氣的作用是：稀釋ClO₂，防止ClO₂分解爆炸．
（3）寫出吸收裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：；吸收裝置中的溫度不能過高，其原因是：防止H₂O₂的分解．
（4）從濾液中得到NaClO₂•3H₂O粗晶體的實驗操作依次是bed（選填序號）
a．蒸發(fā)結(jié)晶     b．蒸發(fā)濃縮      c．灼燒     d．過濾     e．冷卻結(jié)晶．

Answer 1

分析 ClO₂在二氧化硫和空氣混合氣體中不易分解爆炸，在吸收塔中擠入氫氧化鈉溶液和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂，NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體NaClO₂•3H₂O，
（1）濃度g/L表示1L溶液中所含溶質(zhì)質(zhì)量的多少．160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH．令溶液體積為1L，計算氫氧化鈉的物質(zhì)的量．利用c=$\frac{n}{V}$計算氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全，據(jù)此解答；
（3）根據(jù)題目信息并運用氧化還原反應(yīng)理論判斷反應(yīng)物、生成物．根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，據(jù)此書寫方程式，溫度過高，H₂O₂容易分解；
（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體．得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．

解答 解：ClO₂在二氧化硫和空氣混合氣體中不易爆分解炸，在吸收塔中擠入氫氧化鈉溶液和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂，NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體NaClO₂•3H₂O，
（1）濃度g/L表示1L溶液中所含溶質(zhì)質(zhì)量的多少．160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH．令溶液體積為1L，則160gNaOH的物質(zhì)的量為$\frac{160g}{40g/mol}$=4mol．所以該溶液氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度c（NaOH）=$\frac{4mol}{1L}$=4.00mol/L．
故答案為：4.00mol/L．
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全，所以發(fā)生器中鼓入空氣的作用應(yīng)是稀釋ClO₂以防止爆炸，
故答案為：稀釋ClO₂，防止ClO₂分解爆炸；
（3）吸收裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為，因為雙氧水受熱會分解，所以吸收裝置中的溫度不能過高，
故答案為：；防止H₂O₂的分解；

（4）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體．所以操作順序為bed，
故答案為：bed．

點評 本題以學(xué)生比較陌生的亞氯酸鈉制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考察學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識的運用、有關(guān)實驗操作和簡單實驗設(shè)計能力考察以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力，題目有一定的難度．