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19.NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產工藝如圖,回答下列問題:

(1)ClO2的沸點為283K,純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下更安全.寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2
(2)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2
①在尾氣吸收過程中,可代替H2O2的試劑是C(填序號).
A.Na2O2B.Na2S   C.FeCl2D.KMnO4
②提高尾氣的吸收效率的可行措施有AC(填序號).
A.尾氣吸收時充分攪拌吸收液B.適當加快尾氣的通入速率C.將溫度控制在20℃以下D.加水稀釋尾氣吸收液
③此吸收反應中,氧化劑與還原劑的物質的量之比為2:1.
(3)在堿性溶液中NaClO2比較穩定,在酸性溶液中,ClO2-和H+合為HClO2,HClO2
是唯一的亞鹵酸,不穩定,易分解產生Cl2、ClO2和H2O,寫出HClO2分解的化學方程式:8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O.
(4)已知NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,NaClO2飽和溶液在38℃以上60℃以下會析出NaClO2,在NaClO2析出過程中可能混有的雜質是NaCl、Na2SO4(填化學式).

分析 由制備流程可知,NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2,其中NaClO3是氧化劑,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,然后電解裝置中陰極ClO2得電子生成ClO2-,陽極Cl-失電子生成Cl2,含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2,產物為ClO2-,最后NaClO2溶液結晶、干燥得到產品,以此來解答.

解答 解:(1)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
故答案為:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2
(2)①在尾氣吸收過程中,過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2,產物為ClO2-,則H2O2為還原劑,又不能引入新的雜質,所以可代替H2O2的試劑是Na2O2,故選:A;
②提高尾氣的吸收效率,則可以攪拌、減慢尾氣的通入速率、增大吸收液濃度,又ClO2的沸點為283K,所以將溫度控制在20℃以下也可以提高尾氣的吸收效率,故選:AC;
③由圖可知,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,
故答案為:2:1;
(3)HClO2不穩定,易分解產生Cl2、ClO2和H2O,根據電子守恒可知,分解的化學方程式為8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O,故答案為:8HClO2=Cl2↑+6ClO2↑+4H2O;
(4)由制備流程可知,進入電解池中為ClO2和多余SO2氣體,所以利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收尾氣ClO2和多余SO2氣體,產物為ClO2-,還會生成Na2SO4,所以最后結晶、干燥的溶液除了含NaClO2還含有NaCl、Na2SO4,又NaCl、Na2SO4 的溶解度隨溫度升高而增大,則在38℃以上60℃以下會析出NaClO2時可能混有的雜質是NaCl、Na2SO4,故答案為:NaCl、Na2SO4

點評 本題考查物質的制備實驗,為高考常見題型,把握制備流程及發生的反應為解答的關鍵,側重于學生的分析能力和實驗能力的考查,注意混合物分離、元素化合物知識等,題目難度不大.

練習冊系列答案
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14.下列實驗操作正確的是(  )
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D.裝置丁中使用分液漏斗和容量瓶時,先要檢查儀器是否漏液

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4.對某無色溶液進行酸堿性測定,測得結果呈強酸性.則下列各組離子一定不可能大量存在的是(  )
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11.由徐光憲院士發起、院士學子同創的《分子共和國》科普讀物最近出版了,全書形象生動地戲說了BF3、TiO2、HCHO、N2O、二茂鐵、NH3、HCN、H2S、O3、異戊二烯和萜等眾多“分子共和國”中的明星.
(1)寫出Fe3+的基態核外電子排布式[Ar]3d5
(2)HCHO分子中碳原子軌道的雜化軌道類型為sp2;1mol HCN分子中含有σ鍵的數目為2mol.
(3)N2O的空間構型為直線型,與N2O互分等電子體的一種離子為CNO-
(4)TiO2的天然晶體中,最穩定的一種晶體結構如圖,則黑球表示鈦(Ti)原子.

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④2NaNO3+(NH4)2SO4===2N2O↑+Na2SO4+4H2O等。下列說法正確的是

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B.反應②中K2SO3是還原劑,N2O是氧化產物

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(2)國家衛生部在2000年前就決定逐步使用穩定、高效、無毒的二氧化氯取代氯氣消毒飲用水。已知二氧化氯溶于水時有亞氯酸根離子(ClO2-)生成,且氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶1。二氧化氯溶于水的反應方程式2ClO2 + H2O=HClO3 + HClO2,請用單線橋標明電子轉移方向和數目并指出氧化產物。2ClO2 + H2O=HClO3 + HClO2

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