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）NaClO₂中Cl的化合价为_______。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO₂的化学方程式___________________。

（3）“电解”中阴极反应的主要产物是____________。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO₂。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl₂的氧化能力。NaClO₂的有效氯含量为________________。(计算结果保留两位小数)

Answer

（1）+3 （2）2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑

（3）NaClO2 （4）2:1 （5）1.57g

【解析】

试题分析：（1）在NaClO2中Na为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，可得Cl的化合价为+3价。

（2）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，根据电子守恒和原子守恒，此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑。

（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+，向NaCl溶液加入ClO2，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，反应产生Cl2， 阴极发生反应产生NaClO2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2；

（4）根据图示可知，利用含有过氧化氢的NaOH溶液吸收ClO2气体，产物为NaClO2，则此吸收反应中，氧化剂为ClO2，还原产物为NaClO2，还原剂是H2O2，氧化产物是O2，每1mol的H2O2转移2mol电子，反应方程式是：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1.

（5）每1克NaClO2的物质的量为n(NaClO2)=1g÷90.5g/mol=1/90.5mol，1/90.5mol获得电子的物质的量是n(e-)=1/90.5mol×4=4/90.5 mol，1molCl2获得电子的物质的量是2mol，根据电子转移数目相等，可知其相对于氯气的物质的量为n=1/90.5mol×4÷2=2/90.5mol，则氯气的质量为2/90.5mol× 71g/mol =1.57g，即NaClO2的有效氯含量为1.57g

【考点定位】考查混合物的分离与提纯、氧化还原反应的分析及电解原理的应用等知识。

【名师点睛】本题考查混合物的分离与提纯、氧化还原反应的分析及电解原理的应用等知识。化合价是元素形成化合物时表现出来的性质，在任何化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0，掌握常见元素的化合价，并根据元素吸引电子能力大小及化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0的原则判断元素的化合价。有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，元素化合价升高，失去电子，该物质作还原剂，变为氧化产物；元素化合价降低，获得电子，该物质作氧化剂，变为还原产物，元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移的数目；可利用最小公倍数法配平氧化还原反应方程式，对于离子反应，同时还要符合电荷守恒及原子守恒。