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．如圖是過氧化氫法生產亞氯酸鈉的工藝流程圖：
已知：①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結晶析出NaClO₂?3H₂O．
②純ClO₂為氣態(tài)，易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L．
（1）160g/L　NaOH溶液的物質的量濃度為

 

．若要計算該溶液的質量分數(shù)，還需要一個條件是

 

（用文字說明）．
（2）發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是

 

（選填序號）．
a．將SO₂氧化成SO₃，增強酸性；　b．稀釋ClO₂以防止爆炸；c．將NaClO₃氧化成ClO₂
（3）吸收塔內的反應的化學方程式為

 

．吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是

 

．
（4）從濾液中得到NaClO₂?3H₂O粗晶體的實驗操作依次是

 

（選填序號）、冷卻、結晶、過濾．
a．蒸餾　　　　b．蒸發(fā)　　　c．灼燒
（5）要得到更純的NaClO₂?3H₂O晶體必須進行的操作是

 

（填操作名稱）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：

分析：（1）令溶液體積為1L，則氫氧化鈉的質量為160g，求出物質的量，再求濃度；根據(jù)m（溶液）=ρV分析；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋，以防止爆炸；
（3）根據(jù)題目信息并運用氧化還原反應理論判斷反應物、生成物．根據(jù)流程信息可知，吸收塔內生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產生．據(jù)此書寫方程式，溫度過高，H₂O₂容易分解；
（4）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體；
（5）得到的粗晶體經過重結晶可得到純度更高的晶體．

解答： 解：（1）令溶液體積為1L，則氫氧化鈉的質量為160g，n（NaOH）=

m

M

=

160g

40g/mol

=4mol，則c=

n

V

=4mol/L；
若要計算該溶液的質量分數(shù)，必須知道溶液的質量，據(jù)m（溶液）=ρV可知，還要知道溶液的密度；
故答案為：4mol/L；溶液的密度；
（2）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，發(fā)生器中鼓入空氣的作用應是稀釋ClO₂，以防止爆炸，故答案為：b；
（3）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產生，反應方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂．H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是防止H₂O₂分解，吸收塔中應維持NaOH稍過量．
故答案為：2OH^-+2ClO₂+H₂O₂═2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；防止H₂O₂受熱分解，有利于NaClO₂?3H₂O的析出；
（4）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體，故答案為：b；
（5）得到的粗晶體經過重結晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：重結晶．

點評：本題以亞氯酸制備為背景，以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線，考查學生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應相關知識的運用、有關實驗操作和簡單實驗設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．