Question

（12分）NaClO₂用于棉、麻、粘膠纖維及織物的漂白。實驗室制備NaClO₂的裝置如下圖所示：

(1)裝置I控制溫度在35~55℃，通入SO₂將NaClO₃還原為ClO₂（沸點：11℃），反應結束后通入適量的空氣，其目的是           。

(2)裝置Ⅱ中反應生成NaClO₂的化學方程式為          。反應后的溶液中陰離子除了ClO₂^－、ClO₃^－、Cl^－、ClO^－、OH^—外還可能含有的一種陰離子是              ，檢驗該離子的方法是         

(3)已知在NaClO₂飽和溶液中溫度低于38℃時析出晶體是NaClO₂·3H₂O，溫度高于38℃時析出晶體是NaClO₂，溫度高于60℃時NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl。請補充從裝置Ⅱ反應后的溶液中獲得NaClO₂晶體的操作步驟。

①減壓，55℃蒸發結晶；②        ；③        ；④         ；得到成品。

(4)裝置Ⅲ中試劑X為       。

 

Answer 1

(1)將ClO₂吹入到裝置Ⅱ進行反應（2分）

  (2)2NaOH+2ClO₂+H₂O₂＝2NaClO₂+2H₂O+O₂(2分)

   SO₄^2－（1分）     取少量反應后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl₂溶液，若產生白色沉淀，則說明含有SO₄^2－（2分）

  (3)②趁熱過濾（1分）③用38℃~60'℃熱水洗滌（1分）④低于60'℃干燥（1分）

  (4)NaOH溶液（合理答案均可）（2分）

解析:（1）因為裝置I中生成ClO₂，為了提高原料的利用率，需要利用空氣將生成的ClO₂吹入到裝置Ⅱ進行反應。

（2）ClO₂既有氧化性，可將雙氧水氧化成氧氣，而自身被還原生成NaClO₂，方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂＝2NaClO₂+2H₂O+O₂。由于進入裝置Ⅱ的氣體會混有二氧化硫氣體，二氧化硫被氧化生成硫酸。檢驗SO₄^2－一般用鹽酸酸化的加BaCl₂溶液。

（3）根據所給信息可知，要想得到NaClO₂晶體，關鍵是控制溫度。溫度太高或太低均會產生雜質。

（4）由于在反應中會產生ClO₂、SO₂等大氣污染物，所以需要尾氣處理。