Question

9．亞氯酸鈉（NaC1O₂）也是一種重要的含氯消毒劑．如圖所示是過氧化氫法生產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，適當條件下可結晶析出NaClO₂•3H₂O．
②純C1O₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
③吸收塔中發(fā)生的反應：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+O₂↑+2H₂0．
（1）發(fā)生器中鼓入空氣的作用是稀釋ClO₂以防止爆炸．
（2）吸收塔的溫度不能過高，其目的是防止H₂O₂分解．
（3）在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，所以吸收塔中應維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量的最簡單實驗方法是連續(xù)測定吸收塔內溶液的pH．
（4）吸收塔中為防止NaClO₂被還原成NaC1，所用還原劑的還原性應適中．除H₂O₂外，還可選用的還原劑是a（填序號）．
a．Na₂O₂  b．Na₂S  c．FeC1₂
（5）從濾液中得到NaClO₂•3H₂O晶體的實驗操作依次是加熱蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾．

Answer 1

分析 本題是過氧化氫法生產亞氯酸鈉的工藝流程圖，考查了質量體積濃度與物質的量濃度之間的換算，此時只要注意結合公式就可完成解答，因純ClO₂易分解爆炸需要利用空氣進行稀釋，要關注過氧化氫的穩(wěn)定性防分解，并合理利用氧化還原反應的理論進行分析解題．
（1）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．
（2）吸收塔內參加反應的過氧化氫穩(wěn)定性較差，受熱易分解；
（3）NaOH過量則溶液呈堿性，但考慮到該溶液有強氧化性，選擇指示劑或pH試紙檢驗會遇到氧化褪色問題，故工業(yè)生產中主要是用pH計連續(xù)測定溶液pH；
（4）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產物，影響NaClO₂生產；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產，Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂；
（5）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體，得到的粗晶體經(jīng)過重結晶可得到純度更高的晶體．

解答 解：（1）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．發(fā)生器中鼓入空氣的作用應是稀釋ClO₂以防止爆炸．
故答案為：稀釋ClO₂以防止爆炸；
（2）過氧化氫穩(wěn)定性較差，溫度高了易分解，故溫度不宜太高，故答案為：防止H₂O₂分解；
（3）NaOH過量則溶液呈堿性，但考慮到該溶液有強氧化性，選擇指示劑或pH試紙檢驗會遇到氧化褪色問題，故生產中主要是用pH計連續(xù)測定溶液pH，故答案為：連續(xù)測定吸收塔內溶液的pH；
（4）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產物，影響NaClO₂生產；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產．Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂．Na₂S、FeCl₂還原性較強，生成物與NaClO₂分離比較困難，就選擇過氧化鈉，故答案為：a；
（5）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體，得到的粗晶體經(jīng)過重結晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：加熱蒸發(fā)；冷卻結晶．

點評 本題以學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、對氧化還原反應相關知識的運用、有關實驗操作和簡單實驗設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．