Question

1．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種高效漂白劑和強氧化劑．某興趣小組制取NaClO₂的裝置如圖（B中制得ClO₂氣體，D中制得NaClO₂）．

已知：NaClO₂飽和溶液在低于38℃時析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出無水NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）實驗時B中NaClO₂稍微過量，否則會生成SO₂．寫出B中產生的SO₂的化學方程式Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．
（2）裝置C的作用是防倒吸．
（3）為使ClO₂氣體能被均勻、充分吸收，操作時應注意控制硫酸的滴入速度；D中反應的離子方程式為2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+2H₂O+O₂↑；如果撤去D中的冷水浴，可能導致產品中混有的雜志是NaClO₃和NaCl．
（4）A、E中NaOH的作用是吸收ClO₂尾氣，若反應中能夠生成了物質的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為ClO₂-，另一種離子為ClO₃^-．
（5）反應后，經以下步驟可以裝置D中的溶液中獲得無水NaClO₂晶體．將實驗操作補充完整．
Ⅰ.55℃蒸發結晶；Ⅱ．趁熱過濾；Ⅲ用38-60℃的熱水洗滌；Ⅳ，低于60℃干燥，得到成品．

Answer 1

分析 （1）亞硫酸鈉過量會與濃硫酸反應生成二氧化硫；
（2）裝置C作為安全瓶，可防止液體倒吸；
（3）為使ClO₂氣體能被均勻、充分吸收，需要控制物質的量以及產生的速率；NaOH、過氧化氫吸收ClO₂，生成ClO₂^-，根據氧化還原反應規律來書寫；
（4）NaOH吸收ClO₂尾氣，生成物質的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為ClO₂^-，根據氧化還原反應規律來書寫；
（5）NaClO₂飽和溶液在低于38℃時析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出無水NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，故裝置D中的溶液中通過55℃蒸發結晶，趁熱過濾，用38-60℃的熱水洗滌，低于60℃干燥，獲得無水NaClO₂晶體．

解答 解：（1）實驗時B中NaClO₃稍微過量，否則過量的亞硫酸鈉與濃硫酸反應生成二氧化硫，化學方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
（2）裝置C的作用是防倒吸；
故答案為：防倒吸；
（3）為使ClO₂氣體能被均勻、充分吸收，需要控制物質的量以及產生的速率，可以控制硫酸的滴入速度，D中為氫氧化鈉與過氧化氫、二氧化氯反應生成ClO₂^-的反應，氯元素化合價從+4價降到+3價，則過氧化氫中的氧元素升價到0為氧氣，離子方程式為：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+2H₂O+O₂↑；如果撤去D中的冷水浴，反應可能得到NaClO₃和NaCl；
故答案為：控制硫酸的滴入速度；2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+2H₂O+O₂↑；NaClO₃和NaCl；
（4）NaOH吸收ClO₂尾氣，生成物質的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為ClO₂^-，氧化還原反應規律，另一種離子中Cl元素化合價升高，即為ClO₃^-；
故答案為：ClO₃^-；
（5）NaClO₂飽和溶液在低于38℃時析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃時析出無水NaClO₂，高于60℃時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl，故裝置D中的溶液中通過55℃蒸發結晶，趁熱過濾，用38-60℃的熱水洗滌，低于60℃干燥，獲得無水NaClO₂晶體；
故答案為：趁熱過濾；用38-60℃的熱水洗滌．

點評 本題是一道化工生產過程中的工藝流程，需要把握住工藝流程的過程，找到解決問題的突破口，運用基本知識、結合最終要得到的產品來解決，要將教材所學到的基本知識應用到實際解決問題中去，要求基礎知識掌握牢固，同時又能將基礎知識應用實際應用中．