Question

亚氯酸钠(NaClO₂)具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等。

Ⅰ.亚氯酸钠的制备

以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

(1)“反应1”中的氧化剂是_____(填化学式，下同)，母液中溶质的主要成分是_____。

(2)每有1mol SO₂参加反应，理论上可生成ClO₂的物质的量为________mol。

(3)如果将SO₂换为Na₂SO₃和稀H₂SO₄，则“反应1”的离子方程式为________。

(4)“反应2”使用H₂O₂而不使用其他物质的主要理由是____________________。

Ⅱ.亚氯酸钠的应用

(5)用亚氯酸钠作水处理剂，水中可能残留少量亚氯酸钠，可以加入硫酸亚铁除去残留的亚氯酸盐，硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外，还可以起到的作用是____________。

(6)实验室可用亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO₂气体。

①上述反应的离子方程式为____________。

②ClO₂也可用于杀菌消毒，其消毒能力是等物质的量Cl₂的_______倍。

Answer

NaClO3 Na2SO4 2 2ClO3－+SO32－+2H+=2ClO2↑+SO42－+H2O 多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其它杂质 Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3具有胶体的性质，可以吸附水的杂质 ClO2－+ClO3－+2H+=2ClO2↑+H2O 2.5

【解析】

在以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程中，反应Ⅰ中反应物为NaClO3和SO2，已知生成物为ClO2，Cl元素的化合价由+5变为+4，NaClO3做氧化剂，则SO2为还原剂，其对应氧化产物为SO42-，因而反应Ⅰ的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4；反应Ⅱ中反应物为ClO2，H2O2和NaOH，已知产物为NaClO2，Cl元素的化合价由+4变为+3，ClO2做氧化剂，则H2O2作还原剂，结合氧化还原反应原理知2ClO2+ H2O2+2NaOH= 2NaClO2+O2+2H2O。

(1) 反应Ⅰ中反应物为NaClO3和SO2，已知生成物为ClO2，Cl元素的化合价由+5变为+4，NaClO3作氧化剂，由上分析反应Ⅰ的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4 ，根据该反应得产物，反应Ⅰ的母液中溶质的主要成分是Na2SO4；

(2)结合反应Ⅰ的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4 ，观察化学计量数知每有1mol SO2参加反应，理论上可生成ClO2的物质的量为2mol；

(3)如果将SO2换为Na2SO3和稀H2SO4，NaClO3中ClO3－作氧化剂，被换成气体ClO2，SO32－作还原剂，被氧化成SO42－，结合缺项配平知“反应1”的离子方程式为2ClO3－+SO32－+2H+=2ClO2↑+SO42－+H2O；

(4)为了使ClO2更多地转化为NaClO2，需要加入过量的H2O2，过量的试剂需除去，由于H2O2易分解为氧气和水，所以“反应2”使用H2O2而不使用其他物质的主要理由是多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其它杂质；

(5)硫酸亚铁除与亚氯酸钠反应的离子方程式为4Fe2++ClO2－+4H+ = 4Fe3++Cl－+2H2O，Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+会发生水解，其方程式为Fe3++3H2O ⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+，Fe(OH)3具有胶体的性质，可以吸附水的杂质，这就是硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外，还可以起到的作用；

(6) ①亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2气体，其反应物为亚氯酸钠和氯酸钠，产物为ClO2，Cl元素化合价由+3变为+4或由+5变为+4，结合缺项配平的原理，离子方程式为ClO2－+ClO3－+2H+=2ClO2↑+H2O

②ClO2用于杀菌消毒时Cl元素由+4变为-1，而Cl2用于杀菌消毒时Cl元素由0变为-1，因而等物质的量Cl2和ClO2转移电子的物质的量之比为，ClO2的消毒能力是等物质的量Cl2的倍。