Question

（12分）工业上生产高氯酸时，还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠（NaClO₂），其工艺流程如下：

已知：

NaHSO₄溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出．高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90℃．

请回答下列问题

（1）反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为           ，冷却的目的是            ，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是         ．

（2）反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为                 ．

（3）通入反应器Ⅱ中的SO₂ 用另一物质H₂O₂ 代替同样能生成NaClO₂，请简要说明双氧水在反应中能代替SO₂的原因是                ．

（4）Ca(ClO)₂、ClO₂、NaClO、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有        请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂NaClO的离子方程式             ．

Answer

（1）3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；

降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4结晶析出，高氯酸的沸点低；

（2）2ClO2+SO2+4OH﹣=2ClO2﹣+SO42﹣+2H2O；

（3）H2O2有还原性也能把ClO2还原为NaClO2；

（4）强氧化性 ； Cl2+2OH﹣=ClO﹣+Cl﹣+H2O。

【解析】

试题分析：在反应器Ⅰ中NaClO3、H2SO4发生反应产生NaHSO4、ClO2，由于有元素化合价的降低，所以还有元素的化合价升高，同时会产生HClO4，反应的化学方程式为3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；该反应是放热反应，反应后溶液温度高，使NaHSO4溶解度增大，冷却的目的是降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4结晶析出；能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是HClO4是共价化合物，高氯酸的沸点低；可以利用物质沸点的不同分离得到。（2）在反应器Ⅱ中根据图示可知ClO2、SO2、NaOH发生反应，产生NaClO2，由于Cl元素化合价降低，所以S元素化合价升高，失去电子，被氧化变为Na2SO4，根据电子守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式是：2ClO2+SO2+4OH﹣=2ClO2﹣+SO42﹣+2H2O。（3）通入反应器Ⅱ中的SO2 用另一物质H2O2 代替同样能生成NaClO2，原因是双氧水有还原性，也能把ClO2还原为NaClO2；（4）Ca(ClO)2、ClO2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有强氧化性；在工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂NaClO，该反应为歧化反应，反应的离子方程式是Cl2+2OH﹣=ClO﹣+Cl﹣+H2O。

考点：考查物质制备的工艺流程的知识。包括氧化还原反应的的产物确定、化学方程式、离子方程式的书写及物质的作用的判断的知识。