Question

亚氯酸钠(NaClO₂)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖的漂白和杀菌，其一种生产工艺流程如下：

回答下列问题：

(1) 写出“反应”步骤中生成ClO₂的化学方程式：________________________。

(2) “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时为除去Mg^2＋和Ca^2＋，要加入的试剂分别为___________________、___________________。

(3) 亚氯酸钠(NaClO₂)在水溶液中可生成ClO₂、HClO₂、ClO、Cl^－等，其中HClO₂和ClO₂都具有漂白作用。经测定，25℃时各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl^－没有画出)。则使用该漂白剂的适宜pH________(填“大于”“ 等于”或“小于”)3。

(4) 为了测定NaClO₂·3H₂O的纯度，取上述合成产品10.00 g溶于水配成1000 mL溶液，取出20.00 mL溶液于锥形瓶中，再加入足量硫酸酸化的KI溶液，充分反应后加入2～3滴淀粉溶液，用0.2640 mol·L^－1Na₂S₂O₃标准溶液滴定，共用去Na₂S₂O₃标准溶液20.00 mL，通过计算确定该产品纯度是否合格？(合格纯度在90%以上)(写出计算过程)__________

提示： 2Na₂S₂O₃＋I₂===Na₂S₄O₆＋2NaI。

Answer

2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2NaOHNa2CO3小于NaClO2·3H2O～2I2～4Na2S2O3

n(NaClO2·3H2O)＝n(Na2S2O3)＝×0.264 0 mol·L－1 ×0.02L

＝1.32×10－3 mol (2分)

则10.00 g样品中NaClO2·3H2O总质量为：

m(NaClO2·3H2O)总＝1.32×10－3 mol×144.5 g·mol－1×

＝9.537 g (1分)

产品的纯度为×100%＝95.37%＞90%

所以该产品为合格产品。(1分)

【解析】本题考查化学工艺流程，涉及反应方程式的书写、物质的除杂和提纯、化学计算等知识，（1）生成ClO2时，需要的反应物是H2SO4、SO2、NaClO3，产物是NaHSO4、ClO2，可以写成NaClO3＋SO2＋H2SO4→NaHSO4＋ClO2↑，NaClO3中Cl的化合价由＋5价→＋4价，化合价降低1价，SO2中S的化合价由＋4价→＋6价，化合价升高2价，最小公倍数为2，即NaClO3、ClO2的系数为2，2NaClO3＋SO2＋H2SO4→NaHSO4＋2ClO2↑，根据原子守恒，NaHSO4的系数为2，反应方程式为：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2；（2）除去杂质，不能引入新的杂质，除去Mg2＋用NaOH溶液，除去Ca2＋，用Na2CO3溶液；（3）选择适宜的pH，应是ClO2－的浓度最小，即pH<3；（4）根据得失电子数目守恒，n(NaClO2·3H2O)×4=n(I2)×2，建立的关系式为：NaClO2·3H2O～2I2，根据已知信息，建立NaClO2·3H2O和Na2S2O3的关系式NaClO2·3H2O～2I2～4Na2S2O3，10.00g样品中NaClO2·3H2O的质量为20×10－3×0.264×144.5×1000/(20×4)g=9.537g，产品纯度是9.537/10×100%=95.37%>90%，因此产品合格。

点睛：本题考查化学工艺流程，主要涉及氧化还原反应方程式的书写和化学计算，氧化还原反应方程式的书写，先判断反应物和生成物，特别是氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物，然后根据化合价的升降法进行配平，最后根据原子守恒，配平其他；本题计算涉及滴定实验，滴定实验的计算往往需要用关系式进行计算，处理数据时要注意有效数字的保留，本题有4个有效数字。