Question

NaClO₂是一种重要的杀菌消毒剂，消毒时本身被还原成氯离子，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的离子方程式________，该过程体现了SO₂的______________（ 选填：a 氧化性、b还原性、c漂白性、d酸性氧化物的通性)

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去SO和Mg²⁺要加入的试剂分别为__________、__________。“电解”过程的氧化产物是Cl₂，则还原产物是_______。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO₂，此吸收反应的化学方程式为__________，实验室进行结晶操作使用的仪器有铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和__________。

（5）消毒能力可用单位质量消毒剂得电子多少来衡量。NaClO₂与Cl₂消毒能力比为___________。（不必化简）。

Answer

+3 2ClO+SO2=2ClO2+SO b BaCl2 NaOH NaClO2 2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 蒸发皿 142:90.5

【解析】

根据流程，将硫酸、SO2中加入NaClO3，可制得ClO2气体和NaHSO4，可以回收并利用NaHSO4，将ClO2和食盐水一同电解，可制得Cl2和NaClO2，将制得的NaClO2进行结晶、干燥制得NaClO2成品，流程中加入硫酸和SO2的目的是为反应提供还原剂，使Cl转化为ClO2，进行下一步反应，电解过程中加入食盐水，目的是使ClO2转化为所要的NaClO2，食盐中含有较多可溶性杂质，使用时需要加入一定的化学试剂将杂质除去，得到纯净的食盐，据此分析。

(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；

(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2，其中NaClO3是氧化剂，还原产物为NaCl，根据得失电子守恒和原子守恒，此反应的离子方程式为2ClO+SO2=2ClO2+SO；在反应中SO2的S元素化合价升高，体现了SO2的还原性；

(3)食盐溶液中混有SO和Mg2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量BaCl2溶液除去SO；向NaCl溶液中加入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，化学反应方程式是：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O；实验室进行结晶操作使用的仪器有铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和蒸发皿；

(5)每克NaClO2的物质的量n(NaClO2)=mol，其获得电子的物质的量是×4=mol；每克Cl2的物质的量n(Cl2)=mol，其获得电子的物质的量是×2=mol；则NaClO2与Cl2消毒能力比为：=142:90.5。