Question

【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，一種生產(chǎn)NaClO2的工藝如下：

己知：①ClO2是一種強氧化性氣體，濃度大時易分解爆炸。在生產(chǎn)使用時要用稀有氣體或空氣等進行稀釋，同時避免光照、震動等。②NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O，高于38℃時析出的晶體是NaClO2，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。回答下列問題：

（1）最近科學(xué)家又在“反應(yīng)”步驟的基礎(chǔ)上研究出用H2C2O4代替SO2制備ClO2的新方法，該方法的化學(xué)方程式為___，該新方法最突出的優(yōu)點是___。

（2）獲得產(chǎn)品NaClO2的“操作”包括以下步驟：

①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②趁熱過濾；③___；④低于60℃干燥，得到產(chǎn)品。

（3）為了測定產(chǎn)品NaClO2的純度，取上述所得產(chǎn)品12.5g溶于水配成1L溶液，取出10.00mL溶液于錐形瓶中，再加入足量酸化的KI溶勢、充分反應(yīng)后(ClO2－被還原為Cl－，雜質(zhì)不參加反應(yīng))，加入2～3滴淀粉溶液，用0.25mol·L－1Na2S2O3標準液滴定，達到滴定終點時用去標準液20.00mL，試計算產(chǎn)品NaClO2的純度___。(提示：2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2Nal)

（4）NaClO2溶液中存在ClO2、HClO2、ClO2－、Cl－四種含氯微粒。經(jīng)測定25℃各含氯微粒濃度隨pH的變化情況如圖所示(Cl－沒有畫出)。

①酸性條件下NaClO2溶液中存在的Cl－原因是___(用離子方程式解釋)。

②pH＝5時，NaClO2溶液中ClO2、HClO2、ClO2－、Cl－四種含氯微粒的濃度由大到小的順序是___。

Answer 1

【答案】2NaClO3 ＋H2C2O4＋H2SO4 = 2ClO2↑＋CO2↑＋2H2O 反應(yīng)中生成的CO2對ClO2起到了稀釋作用，提高了生產(chǎn)的安全性能 用38℃—60℃的溫水洗滌 90.5% 5ClO2－＋ 4H＋ ＝4ClO2 ＋ Cl－ ＋ 2H2O c(HClO2) > c(ClO2－) > c(ClO2) > c(Cl－)

【解析】

⑴根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理寫出新方法制備，由于濃度較大會發(fā)生爆炸，因此新方法中二氧化碳對ClO2有稀釋作用，降低了濃度，避免安全事故。

⑵由于NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O，高于38℃時析出的晶體是NaClO2，高于60℃時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℃的溫水洗滌。

⑶根據(jù)方程式建立NaClO2與Na2S2O3關(guān)系，列出方程，計算12.5g中NaClO2的物質(zhì)的量，再計算純度。

⑷由于ClO2－自身發(fā)生氧化還原，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理寫出離子方程式，再根據(jù)圖像得出微粒的濃度大小，還要根據(jù)方程式得出c(ClO2)和c(Cl－)的大小。

⑴根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理得出該方法的化學(xué)方程式為2NaClO3 ＋H2C2O4＋H2SO4 = 2ClO2↑＋CO2↑＋2H2O，反應(yīng)生成了CO2和ClO2，CO2對ClO2起到了稀釋作用，提高了生產(chǎn)的安全性能，因此該新方法最突出的優(yōu)點是反應(yīng)中生成的CO2對ClO2起到了稀釋作用，提高了生產(chǎn)的安全性能，故答案為：2NaClO3 ＋H2C2O4＋H2SO4 = 2ClO2↑＋CO2↑＋2H2O；反應(yīng)中生成的CO2對ClO2起到了稀釋作用，提高了生產(chǎn)的安全性能。

⑵由于NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O，高于38℃時析出的晶體是NaClO2，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl，因此用38℃—60℃的溫水洗滌，故答案為：用38℃—60℃的溫水洗滌。

⑶根據(jù)方程式得出關(guān)系

解得x = 0.00125mol，則12.5g樣品中NaClO2的物質(zhì)的量0.00125mol×100 = 0.125 mol，其產(chǎn)品NaClO2的純度，故答案為：90.5%。

⑷①酸性條件下NaClO2溶液要發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cl－和ClO2，其用離子方程式為5ClO2－＋ 4H＋ ＝4ClO2 ＋ Cl－＋ 2H2O，故答案為：5ClO2－＋ 4H＋ ＝4ClO2 ＋ Cl－＋ 2H2O。

②pH＝5時，根據(jù)圖像可以得出NaClO2溶液中c(HClO2) > c(ClO2－) > c(ClO2)，根據(jù)第①問在酸性條件下得到ClO2和Cl－的比例關(guān)系，c(Cl－) < c(ClO2)，因此四種含氯微粒的濃度由大到小的順序是c(HClO2) > c(ClO2－) > c(ClO2) > c(Cl－)。