Question

工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸（沸點：90°C）時還同時生產(chǎn)了亞氯酸鈉，其工藝流程如下：

（1）實驗室進行過濾操作的常用玻璃儀器有???????????? 。

（2）反應器I中的溫度最佳為???????? （填序號）；操作②的名稱為????????? 。

A. 0°C ；????????? B. 20°C ；??????? C. 80°C ；????????? D. 120°C??

（3）反應器II中發(fā)生反應的離子方程式為?????????????? 。

（4）加快反應器II中反應速率的措施有?????????????? （寫出一種措施即可）等。從反應器II中獲得NaClO2?? 粗品的實驗操作依次是???????? （填序號，下同），進一步提純的操作名稱為???????? 。

A．過濾? B．重結晶? C．蒸餾? D．蒸發(fā)濃縮? E．蒸干灼燒? F．冷卻結晶? G．萃取分液

（5）上述流程中可循環(huán)使用的物質為???????? ，副產(chǎn)品除NaClO2、NaHSO4外還有???????? （填化學式）。

 

Answer 1

【答案】

（1）（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯（3分，各1分）

（2）C； 蒸餾 （各1分）

（3）2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O?? （2分）

（4）適當升高溫度（增大NaOH溶液的濃度、增大氣體（SO2、ClO2）和NaOH溶液的接觸面積等）（2分）；DF(A)（2分）；B（1分）

（5）硫酸；Na2SO4 （各2分）

【解析】

試題分析： （1）實驗室常用的玻璃儀器有（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯，做題的時候容易寫不全，所以在作答時聯(lián)想實驗時的情境，從下往上想不容易出錯。

（2）反應器I中加入的氯酸鈉在濃硫酸的作用下發(fā)生了氧化還原反應，Cl化合價+4←+5→+7，因此得到的含氯化合物中有ClO2 氣體和高氯酸，所以要得到較高濃度的高氯酸溶液，應該盡可能的升溫使ClO2 氣體溢出，同時溫度不能過高，超過高氯酸沸點溫度90°C容易使高氯酸氣化，所以最佳溫度應該選C，80°C。而在后一階段的濾液中再獲得純凈的高氯酸產(chǎn)品，可以選擇蒸餾，升高溫度至高氯酸沸點溫度，蒸餾得到高氯酸純品。

（3）從反應II的前后反應物和產(chǎn)物可以看出，Cl的化合價+4→+3，發(fā)生了氧化還原反應，ClO2 氣體做氧化劑， SO2在反應中被氧化為了SO42-，有堿參與反應生成鹽和水，所以根據(jù)氧化還原得失電子守恒進行缺項配平，可得反應的離子方程式為2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O。（4）影響反化學應速率的因素有溫度、濃度、接觸面積等，所以在反應器II中要加快反應速率，可以通過適當升高溫度、或增大氫氧化鈉的濃度、氣體與溶液的接觸面積等措施來改變。若要從從反應器II中獲得NaClO2 晶體粗品，可以通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾的方法得到，故選DFA；進一步提純粗品晶體，則應該對該粗產(chǎn)品進行重結晶處理。

（5）上述流程分為2個生產(chǎn)方向，在生產(chǎn)高氯酸的環(huán)節(jié)中，蒸餾得到高氯酸純品剩下的溶液為硫酸溶液，所以硫酸溶液可以循環(huán)到反應器I中加以利用；而在生產(chǎn)副產(chǎn)品NaClO2中還生成了有Na2SO4，所以副產(chǎn)品共有NaClO2、NaHSO4、Na2SO4 。

考點：本題考查的是化學工藝流程題，設計幾個簡單實驗內(nèi)容、氧化還原反應方程式配平等內(nèi)容。