Question

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是制取亚氯酸钠的工艺流程：

已知：①NaClO₂的溶解度随着温度升高而增大，适当条件下可结晶析出。

②ClO₂气体只能保持在稀释状态下以防止爆炸性分解，且需现合成现用。

③ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。

(1)在无隔膜电解槽中持续电解一段时间后，生成氢气和NaClO₃，请写出阳极的电极反应方程式：                                 。

(2)反应生成ClO₂气体需要X酸酸化的原因为：                   。X酸为      。

(3)吸收塔内的温度不能过高的原因为：           

(4)吸收塔内ClO₂随着还原剂的不同和溶液酸碱性的变化可被还原为ClO₂^—或Cl^—。ClO₂被S^2—还原为ClO₂^—、Cl^—的转化率与溶液pH的关系如右图所示。

请写出pH≤2时ClO₂与S^2—反应的离子方程式：                                      。

(5)第二步向NaClO₃溶液中通SO₂的同时通入空气的原因为：                 。

(6)从滤液中得到NaClO₂●3H₂O粗晶体的操作步骤为

        、               、              。

Answer

（12分）(1) Cl—+6e—+6OH—＝ClO3—+3H2O (2) ClO2只能在酸性环境中存在；硫酸

(3)防止H2O2分解     (4) 2ClO2+5S2—+ 8H+ ＝2Cl—+5S↓+4H2O  

(5)稀释ClO2气体，防止爆炸     (6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

【解析】

试题分析：（1）电解池中阳极失去电子，所以溶液中的氯离子在阳极失去电子，因此反应的电极反应式是Cl—+6e—+6OH—＝ClO3—+3H2O。

（2）由于ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在，所以只能在酸性环境中存在。由于在酸性条件下，氯酸钠容易和盐酸发生氧化还原反应，所以X应该是硫酸。

（3）H2O2不稳定，温度过高，H2O2容易分解，吸收塔的温度不能过高，其目的是防止H2O2分解。

（4）根据图像可知，pH≤2时ClO2被还原为Cl—，所以该反应的离子方程式是2ClO2+5S2—+ 8H+ ＝2Cl—+5S↓+4H2O。

（5）由信息②可知，纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释，目的是稀释ClO2气体，防止爆炸。

（6）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体，所以从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

考点：考查电极反应式、离子方程式的书写，基本实验操作实验设计与评价