亞***(NaClO2)是一種重要的含*消毒劑。以下是過氧化*法生產亞***的工藝流程圖:已知:①HC1O2可...
問題詳情:
亞***(NaClO2)是一種重要的含*消毒劑。以下是過氧化*法生產亞***的工藝流程圖:
已知:①HC1O2可視爲強*,NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大。②ClO2的沸點爲283K,純ClO2易分解*。回答下列問題:
(1)ClO2發生器中發生反應的離子方程式爲____;向其中鼓入空氣的作用可能是____。
(2)吸收塔中發生反應的化學方程式爲____;爲防止生成的NaClO2被繼續還原成NaCl,所用還原劑的還原*應適中。除H2O2外,還可以選擇的還原劑是____(填序號)。
A.Na2O2 B.Na2S C.FeCl2 D.KMnO4
(3)*作①的實驗方法依次是_____、_____、過濾;*作②實驗方法是_____。
(4)akg NaClO3理論上可制___ kg NaClO2·3H2O。
【回答】
2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42- 稀釋ClO2,防止* 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 A 蒸發濃縮; 冷卻結晶 重結晶 1.36a
【分析】
由流程可知,NaClO3溶解後與SO2發生氧化還原反應生成ClO2,結合信息②可知鼓入空氣稀釋ClO2,吸收塔內發生2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,過濾後,結合信息①可知,濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、乾燥得到NaClO2•3H2O。
【詳解】
(1)ClO2發生器中NaClO3與SO2發生氧化還原反應生成ClO2和Na2SO4,其反應的離子方程式爲:2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-;由信息②可知,純ClO2易分解*,一般用稀有氣體或空氣稀釋,則發生器中鼓入空氣的作用應是稀釋ClO2以防止*,故*爲2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-;稀釋ClO2,防止*;
(2)根據流程信息可知,吸收塔內生成NaClO2,所以一定有ClO2→NaClO2,*元素化合價降低,ClO2被還原,則H2O2必定被氧化做還原劑,反應中有氧氣產生,反應方程式爲:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;還原*要適中,還原*太強,會將ClO2還原爲更低價態產物,影響NaClO2生產;爲方便後續分離提純,加入試劑不能干擾後續生產,Na2O2溶於水相當於H2O2,Na2S、FeCl2還原*較強,而且生成物與NaClO2分離比較困難,KMnO4具有強氧化*,故*爲2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑;A;
(3)從溶液中得到含結晶水的晶體,則*作①的實驗方法依次是蒸發濃縮、冷卻結晶,通過過濾得到粗晶體,爲獲得更純淨的晶體應該選擇重結晶的方法,故*爲蒸發濃縮;冷卻結晶;重結晶;
(4)由*原子個數守恆可得NaClO3~NaClO2·3H2O,則有M(NaClO3):M(NaClO2·3H2O)=
m(NaClO3):m(NaClO2·3H2O),106.5:144.5=akg:m(NaClO2·3H2O), 解得m(NaClO2·3H2O)≈1.36akg,故*爲1.36akg。
【點睛】
本題考查化學工藝流程,試題以陌生的亞***製備爲背景,以過氧化*法制備亞***爲主線,考查獲取信息的能力、對氧化還原反應相關知識的運用、有關實驗*作的能力,以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力。
知識點:溴、*及其化合物
題型:工業流程題