Question

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

已知：①ClO2是一種強(qiáng)氧化性氣體，濃度大時(shí)易分解爆炸。在生產(chǎn)使用時(shí)要用稀有氣體或空氣等進(jìn)行稀釋，同時(shí)避免光照、震動(dòng)等。②NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO2·33H2O，高于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO2，高于60℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl�；卮鹣铝袉�(wèn)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______________________。

(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(guò)濾；③___________________________④低于60℃干燥，得到產(chǎn)品。

(3)為了測(cè)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溶液，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0.25molL﹣1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)用去標(biāo)準(zhǔn)液20.00mL，試計(jì)算產(chǎn)品NaClO2的純度_________________________(提示：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

(4)NaClO2溶液中存在ClO2、HClO2、ClO2－、Cl－四種含氯微粒。經(jīng)測(cè)定 25℃各含氯微粒濃度隨 pH 的變化情況如圖所示(Cl－沒(méi)有畫(huà)出)

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

②pH=5時(shí)，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=Na2SO4+2H2O+2CO2↑+2ClO2↑ 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】

由制備流程可知，NaClO3和SO2在硫酸酸化的條件下反應(yīng)生成ClO2，其中NaClO3是氧化劑，回收產(chǎn)物為NaHSO4，說(shuō)明生成硫酸氫鈉，且生成ClO2，根據(jù)電荷守恒可得反應(yīng)的方程式為2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2，選擇NaOH除去食鹽水中的Mg2+選擇碳酸鈉除去Ca2+，電解裝置中陰極ClO2得電子生成ClO2-，陽(yáng)極Cl-失電子生成Cl2，含H2O2的NaOH溶液吸收ClO2，產(chǎn)物為ClO2-，最后NaClO2溶液結(jié)晶、干燥得到產(chǎn)品，以此分析作答。

（1）用硫酸酸化的草酸溶液還原氯酸鈉，反應(yīng)生成硫酸鈉、CO2、ClO2和水，反應(yīng)方程式為：2NaClO3+H2C2O4+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑+2ClO2↑，

（2）獲得產(chǎn)品NaClO2，由題干信息可知應(yīng)用38℃~60℃的溫水洗滌；

（3）NaClO2與足量酸化的KI溶液反應(yīng)，方程式為：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，則根據(jù)關(guān)系NaClO2~2I2~4S2O32-可知NaClO2的物質(zhì)的量為=1.25×10-3mol，10ml樣品中m(NaClO2)= 1.25×10-3mol×90.5g/mol，因此原樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=90.5%；

（4）①酸性溶液中NaClO2發(fā)生氣化反應(yīng)生成NaCl和ClO2，離子方程式為：5ClO2-+4H+4 ClO2+Cl-+2H2O；

②由圖象可知，pH=5時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為：5ClO2-+4H+4 ClO2+Cl-+2H2O，NaClO2溶液中含氯元素的微粒濃度的大小關(guān)系為：c(HClO2)>c(ClO2－)>c(ClO2)>c(Cl－)