Question

2．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌．如圖1是制取亞氯酸鈉的工藝流程：

（1）反應(yīng)生成ClO₂氣體需要X酸酸化，X酸可以為B；
A．鹽酸    B．稀硫酸    C．硝酸    D．H₂C₂O₄溶液
（2）吸收塔內(nèi)的溫度不能過(guò)高的原因?yàn)榉乐笻₂O₂分解；
（3）ClO₂被S^2-還原為Cl${O}_{2}^{-}$、Cl^-轉(zhuǎn)化率與pH關(guān)系如圖2．寫(xiě)出pH≤2時(shí)ClO₂與S^2-反應(yīng)的離子方程式2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O；
（4）ClO₂對(duì)污水中CN^-等有明顯的去除效果．某工廠污水中含CN^- amg/L，現(xiàn)用ClO₂將CN^-氧化，生成了兩種無(wú)毒無(wú)害的氣體，其離子反應(yīng)方程式2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；處理100m³這種污水，至少需要ClO₂$\frac{50a}{13}$ mol．

Answer 1

分析 無(wú)隔膜電解槽中持續(xù)電解飽和氯化鈉溶液，則電解生成的氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯酸鈉溶液，通二氧化硫和X酸還原氯酸鈉溶液生成二氧化氯，再用雙氧水、氫氧化鈉吸收反應(yīng)生成亞氯酸鈉，過(guò)濾的亞氯酸鈉（NaClO₂）溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到亞氯酸鈉晶體，以此解答．
（1）由于ClO₂氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，所以只能在酸性環(huán)境中存在．由于在酸性條件下，氯酸鈉容易和鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以X應(yīng)該是硫酸．
（2）H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過(guò)高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能過(guò)高，其目的是防止H₂O₂分解．
（3）根據(jù)圖象可知，pH≤2時(shí)ClO₂被還原為Cl^-，所以該反應(yīng)的離子方程式是2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O．
（4）根據(jù)ClO₂將CN^-氧化，生成了兩種無(wú)毒無(wú)害的氣體即二氧化碳和氮?dú)鈦?lái)書(shū)寫(xiě)；根據(jù)方程式計(jì)算．

解答 解：（1）由于ClO₂氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，所以只能在酸性環(huán)境中存在．由于在酸性條件下，氯酸鈉容易和鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以X應(yīng)該是硫酸，
故答選：B；
（2）H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過(guò)高分解生成水和氧氣，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能過(guò)高，其目的是防止H₂O₂分解，
故答案為：防止H₂O₂分解；
（3）根據(jù)圖象可知，pH≤2時(shí)ClO₂被還原為Cl^-，所以該反應(yīng)的離子方程式是：2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O；
（4）ClO₂將CN^-氧化，生成了兩種無(wú)毒無(wú)害的氣體即二氧化碳和氮?dú)�，所以離子方程式為：2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；根據(jù)方程式1molCN^-離子消耗1mol二氧化氯，所以處理100m³這種污水，至少需要ClO₂為$\frac{100×1{0}^{3}×a×1{0}^{-3}g}{26}$=$\frac{100a}{26}$=$\frac{50a}{13}$，
故答案為：2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；$\frac{50a}{13}$．

點(diǎn)評(píng) 本題以學(xué)生比較陌生的亞氯酸鈉制備為背景，以過(guò)氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、考查對(duì)氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用以及有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作綜合運(yùn)用能力，題目難度中等．