Question

【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下：

回答下列問題：
（1）NaClO2中Cl的化合價為 ．
（2）寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式 ．
（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+ ， 要加入的試劑分別為、 ． “電解”中陰極反應的主要產物是 ．
（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2 ． 此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為 ， 該反應中氧化產物是 ．
（5）“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力．NaClO2的有效氯含量為 ． （計算結果保留兩位小數）

Answer 1

【答案】
（1）+3價
（2）2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2
（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2﹣（或NaClO2）
（4）2：1；O2
（5）1.57
【解析】解：（1.）在NaClO2中Na為+1價，O為﹣2價，根據正負化合價的代數和為0，可得Cl的化合價為+3價，所以答案是：+3；
（2.）NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2 ， 其中NaClO2是氧化劑，還原產物為NaCl，回收產物為NaHSO4 ， 說明生成硫酸氫鈉，且產生ClO2 ， 根據電子守恒可知，此反應的化學方程式為：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2 ， 所以答案是：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2；
（3.）食鹽溶液中混有Mg2+ 和Ca2+ ， 可以利用過量NaOH溶液除去Mg2+ ， 利用過量Na2CO3溶液除去Ca2+ ， ClO2氧化能力強，根據結晶干燥后的產物可知ClO2的還原產物為NaClO2 ， 因此電解裝置中陰極ClO2得電子生成ClO2﹣ ， 陽極Cl﹣失電子生成Cl2 ． 所以答案是：NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2﹣（或NaClO2）；
（4.）依據圖示可知，利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2 ， 產物為ClO2﹣ ， 則此反應中ClO2為氧化劑，還原產物為ClO2﹣ ， 化合價從+4價降為+3價，H2O2為還原劑，氧化產物為O2 ， 每摩爾H2O2得到2mol電子，依據電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2：1，所以答案是：2：1；O2；
（5.）1gNaClO2的物質的量 = mol，依據電子轉移數目相等，NaClO2～Cl﹣～4e﹣ ， Cl2～2Cl﹣～2e﹣ ， 可知氯氣的物質的量為 mol×4× = mol，則氯氣的質量為 mol×71g/mol=1.57g，所以答案是：1.57g．