Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌．以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的部分工藝流程圖：

已知：①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO₂?3H₂O．
②160g/L NaOH溶液是指160gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L．
（1）吸收塔內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2NaOH+2ClO₂+H₂O₂═2NaClO₂+2

 

+

 

，
若1mol ClO₂參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

 

mol；
（2）從濾液中得到NaClO₂?3H₂O粗晶體的實驗操作依次是

 

（選填序號），
a．蒸餾    b．蒸發(fā)濃縮   c．灼燒   d．過濾    e．冷卻結(jié)晶
要得到更純的NaClO₂?3H₂O晶體必須進行的操作是

 

（填操作名稱）；
（3）在堿性溶液中NaClO₂比較穩(wěn)定，所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量的簡單實驗方法是

 

；
（4）160g/L NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

，若要計算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
還需要的一個條件是

 

（用文字說明）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：ClO₂在二氧化硫和空氣混合氣體中不易爆分解炸，在吸收塔中擠入氫氧化鈉溶液和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂，NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體NaClO₂?3H₂O；
（1）根據(jù)題目信息并運用氧化還原反應(yīng)理論判斷反應(yīng)物、生成物．根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生．據(jù)此書寫方程式，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)；
（2）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體．得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體；（3）NaOH過量則溶液呈堿性，但考慮到該溶液有強氧化性，選擇指示劑或pH試紙檢驗會遇到氧化褪色問題，故工業(yè)生產(chǎn)中主要是用pH計連續(xù)測定溶液pH．
（4）濃度g/L表示1L溶液中所含溶質(zhì)質(zhì)量的多少．160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH．令溶液體積為1L，計算氫氧化鈉的物質(zhì)的量．利用c=

n

V

計算氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂，2molClO2反應(yīng)的轉(zhuǎn)移為2mol，若1mol ClO₂參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol；
故答案為：H₂O；O₂；1；
（2）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體．所以操作順序為bed．
得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：bed；重結(jié)晶；
（3）NaOH過量則溶液呈堿性，但考慮到該溶液有強氧化性，選擇指示劑或pH試紙檢驗會遇到氧化褪色問題，故生產(chǎn)中主要是用pH計連續(xù)測定溶液pH；
故答案為：連續(xù)測定吸收塔內(nèi)溶液的pH；
（4）濃度g/L表示1L溶液中所含溶質(zhì)質(zhì)量的多少．160g/LNaOH溶液表示1L氫氧化鈉溶液含有160gNaOH．令溶液體積為1L，則160gNaOH的物質(zhì)的量為

160g

40g/mol

=4mol．所以該溶液氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度c（NaOH）=

4mol

1L

=4mol/L，若計算溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)結(jié)合物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算分析可知，需要溶液密度；
故答案為：4mol/L；該溶液的密度．

點評：本題以學(xué)生比較陌生的亞氯酸鈉制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考察學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識的運用、有關(guān)實驗操作和簡單實驗設(shè)計能力考察以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力．題目有一定的難度．