Question

17．NaC1O₂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）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制對，為除去Mg²⁺和Ca²⁺，要加入的試劑分別為NaOH溶液、Na₂CO₃溶液．
（2）寫出“反應”步驟中生成ClO₂的化學方程式2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂．
（3）實驗所用原料硫酸是由濃硫酸稀釋而獲得，寫出實驗過程將濃硫酸沿著燒杯壁慢慢的注入水里，并不斷攪拌．
（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2：1．
（5）將lmolSO₂和lmolC1₂通入水中形成lL的溶液，所得溶液中氫離子濃度為4mol/L．

Answer 1

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，選擇NaOH除去食鹽水中的Mg²⁺，選擇碳酸鈉除去食鹽水中的Ca²⁺，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）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⁺，
故答案為：NaOH溶液；Na₂CO₃溶液；
（2）“反應”步驟中生成ClO₂的化學方程式為2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，
故答案為：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂；
（3）實驗所用原料硫酸是由濃硫酸稀釋而獲得，寫出實驗過程為將濃硫酸沿著燒杯壁慢慢的注入水里，并不斷攪拌，
故答案為：將濃硫酸沿著燒杯壁慢慢的注入水里，并不斷攪拌；
（4）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；
（5）lmolSO₂和lmolC1₂通入水中形成lL的溶液，發生Cl₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，則生成硫酸為1mol，生成HCl為2mol，所得溶液中氫離子濃度為$\frac{4mol}{1L}$=4mol/L，故答案為：4．

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、濃硫酸稀釋操作等，題目難度不大．