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气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。

回答下列问题：

（1）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_________（填化学式），至沉淀不再产生后。再加入过里的Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。在无隔膜电解槽中用惰性电极电解一段时间生成NaClO₃,阳极反应式为_______

（2）X酸是_________。写出二氧化氯发生器中生成ClO₂的化学方程式_______，吸收塔内的温度不宜过高的原因为________

（3）亚氯酸钠在溶液中可生成ClO₂、HClO₂、ClO₂^-、Cl^-等,其中HClO₂和ClO₂都具有漂白作用，但ClO₂有毒，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）。则下列分析正确的是（_____）

A．亚氯酸钠在碱性条件下较稳定

B．25℃时，HClO₂的浓度随PH增大而增大

C．PH=6时，溶液中含氯微粒的浓度大小为：c(HClO₂)>c(ClO₂^-)>c(ClO₂)>c(Cl^-)

D. 25℃时，该溶液在pH=4时比pH=2时更适合漂白

(4)aKg 30%的双氧水理论上可最多制得___Kg NaClO₂·3H₂O

Answer

BaCl2 Cl-+6OH--6e-=ClO3-+3H2O 硫酸 2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2 防止H2O2分解 AD 2.55a

【解析】(1)加入过量的Na2CO3和NaOH，可分别除去Ca2+、Mg2+，在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的，使离子除尽；过量的离子在下一步中必须出去，故先加入BaCl2，除去硫酸根，过量的钡离子，加入Na2CO3除去；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；发生器中NaClO3和SO2生成ClO2和Na2SO4，此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2 ，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；

(3)A．由图可以得出：碱性条件下ClO2-浓度高，即在碱性条件下亚氯酸钠较稳定，故A正确；B．由图示可知25℃时，当溶液pH=3后，HClO2的浓度随PH增大而减小，故B错误；C．根据图知，pH=6时，存在c(HClO2)=c( ClO2-)，故C错误；D. HClO2是漂白织物的有效成分，ClO2是有毒气体，要使漂白剂的漂白性强，即HClO2的含量高，又要使ClO2浓度较小，根据图象知，pH过小，ClO2含量较大，pH过大，HClO2的含量较低，当溶液的pH为4.0～4.5时二者兼顾，即为使用该漂白剂的最佳pH，应该是4-5，故D正确；答案为AD。

(4)设理论生成NaClO2•3H2O的质量为m，则
H2O2～2ClO2-～2NaClO2•3H2O
34     289
a kg×30%       m
m==2.55akg。

点睛：把握制备流程及发生的反应为解答的关键，无隔膜电解槽中持续电解饱和氯化钠溶液，则电解生成的氯气和氢氧化钠反应生成氯酸钠溶液，通二氧化硫和X酸还原氯酸钠溶液生成二氧化氯，再用双氧水、氢氧化钠吸收反应生成亚氯酸钠，过滤的亚氯酸钠(NaClO2)溶液通过蒸发结晶得到亚氯酸钠晶体。