Question

NaClO₂是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下，回答下列问题：

（1）ClO₂的沸点为283K，纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下更安全。写出“反应”步骤中生成ClO₂的化学方程式                  。

（2）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO₂。

①在尾气吸收过程中，可代替H₂O₂的试剂是               （填序号）。

A．Na₂O₂   B．Na₂S   C．FeCl₂   D．KMnO₄

②提高尾气的吸收效率的可行措施有                       （填序号）。

A．尾气吸收时充分搅拌吸收液            B．适当加快尾气的通入速率

C．将温度控制在20℃以下                 D．加水稀释尾气吸收液

③此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为                 。

（3）在碱性溶液中NaClO₂比较稳定，在酸性溶液中，ClO₂^-和H⁺结合为HClO₂，HClO₂是唯一的亚卤酸，不稳定，易分解产生Cl₂、ClO₂和H₂O，写出HClO₂分解的化学方程式：                  。

（4）已知NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，NaClO₂饱和溶液在38℃以上60℃以下会析出NaClO₂，在NaClO₂析出过程中可能混有的杂质是               （填化学式）。

Answer

（1）2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4

（2）① A；② A C；③ 2:1；

（3）8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O；

（4）NaCl、Na2SO4 ；

【解析】

试题分析：（1）NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化剂，还原产物为NaCl，回收产物为NaHSO4，说明生成硫酸氢钠，且产生ClO2，根据电子守恒可知，此反应的化学方程式为：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2，故答案为：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2；

（2）①依据图示可知，利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2，产物为ClO2-，则此反应中ClO2为氧化剂，还原产物为ClO2-，化合价从+4价降为+3价，H2O2为还原剂，氧化产物为O2，为了不引入新的杂质，可以选用Na2O2代替H2O2，故选A；

②A．尾气吸收时充分搅拌吸收液，可以使得反应更加充分，正确；B．适当加快尾气的通入速率，使得吸收效率降低，错误；C．将温度控制在20℃以下，可以防止温度过高，过氧化氢分解，降低吸收效率，正确；D．加水稀释尾气吸收液，减小了浓度，使得吸收效率降低，错误；故选AC；

③依据图示可知，利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2，产物为ClO2-，则此反应中ClO2为氧化剂，还原产物为ClO2-，化合价从+4价降为+3价，H2O2为还原剂，氧化产物为O2，每摩尔H2O2得到2mol电子，依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；

（3）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，在酸性溶液中，ClO2-和H+结合为HClO2，HClO2易分解产生Cl2、ClO2和H2O，HClO2分解的化学方程式为8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O，故答案为：8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O；

（4）根据反应流程和反应的方程式可知，最终溶液中含有的杂质有NaCl、Na2SO4、NaOH，因此NaClO2析出过程中可能混有的杂质为NaCl、Na2SO4、NaOH，故答案为：NaCl、Na2SO4、NaOH。

考点：考查了制备实验方案的设计、物质分离和提纯的相关知识。