Question

1．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．以下是制取亞氯酸鈉的工藝流程如圖1：

已知：①ClO₂氣體只能保持在濃度較低狀態(tài)下以防止爆炸性分解，且需現(xiàn)合成現(xiàn)用．
②ClO₂氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在．
（1）在無隔膜電解槽中持續(xù)電解一段時(shí)間后，生成氫氣和NaClO₃，請(qǐng)寫出陽極的電極反應(yīng)方程式Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O．
（2）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． HI溶液
（3）吸收塔內(nèi)的溫度不能過高的原因?yàn)闇囟冗^高H₂O₂將分解．
（4）ClO₂被S^2-還原為ClO₂^-、Cl^-轉(zhuǎn)化率與pH關(guān)系如圖2．寫出pH≤2時(shí)ClO₂與S^2-反應(yīng)的離子方程式：2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O 

Answer 1

分析 無隔膜電解槽中持續(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，過濾的亞氯酸鈉（NaClO₂）溶液通過蒸發(fā)結(jié)晶得到亞氯酸鈉晶體．
（1）電解槽中持續(xù)電解一段時(shí)間后，生成氫氣和NaClO₃，陽極上Cl失去電子；
（2）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；
（3）H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能過高，其目的是防止H₂O₂分解；
（4）根據(jù)圖象可知，pH≤2時(shí)ClO₂被還原為Cl^-．

解答 解：（1）電解池中陽極失去電子，所以溶液中的氯離子在陽極失去電子，因此反應(yīng)的電極反應(yīng)式是Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O，
故答案為：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O；
（2）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，故答案為：B；
（3）H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能過高，其目的是防止H₂O₂分解，故答案為：溫度過高H₂O₂將分解；
（4）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．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高考常見題型，把握制備流程及發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意氧化還原反應(yīng)、電解原理的應(yīng)用，題目難度不大．