Question

【題目】工業上生產高氯酸時，還同時生產了一種常見的重要含氯消毒劑和漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)，其工藝流程如下：

已知：①NaHSO4溶解度隨溫度的升高而增大，適當條件下可結晶析出。

②高氯酸是至今為止人們已知酸中的最強酸，沸點90 ℃。

請回答下列問題：

（1）反應器Ⅰ中發生反應的化學方程式為 ，冷卻的目的是 ，能用蒸餾法分離出高氯酸的原因是___________________。

（2）反應器Ⅱ中發生反應的離子方程式為__________________________。

（3）通入反應器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，請簡要說明雙氧水在反應中能代替SO2的原因是___________________。

（4） Ca(ClO)2、ClO2、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑，是因為它們都具有__________，請寫出工業上用氯氣和消石灰生產漂粉精的化學方程式： 。

Answer 1

【答案】（1）3NaClO3+3H2SO4＝HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O；降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4結晶析出；HClO4沸點低；

（2）2ClO2+SO2+4OH－＝2ClO2－+SO42－+2H2O；

（3）H2O2有還原性也能把ClO2還原為NaClO2；

（4）強氧化性；2Cl2+2 Ca(OH )2＝CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O；

【解析】

試題分析：（1）根據加入到反應器Ⅰ中的原料有NaClO3、濃硫酸，生成物有ClO2氣體、NaHSO4、HClO4溶液。依據書寫化學方程式的規則，即發生化學反應時滿足原子的種類和數目不變，書寫出化學反應方程式為：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；然后將反應生成物的溶液冷卻得到NaHSO4晶體，說明硫酸氫鈉的溶解度隨溫度的降低而減小，過濾后，將濾液蒸發得到純凈的HClO4，說明高氯酸的沸點低，故答案為：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4結晶析出；高氯酸的沸點低；

（2）根據通入到反應容器Ⅱ中的反應物有NaOH、SO2、H2O、ClO2，生成物有NaClO2，氯的化合價由+4價變成了+3價，得到電子，根據氧化還原反應的原理硫應失電子，由+4價變成+6價，根據氧化還原反應原理的氧化劑得到電子總數等于還原劑失去電子的總數，則氧化還原反應方程式為2ClO2 + SO2 + 4OH- = 2ClO2- + SO42- + 2H2O，故答案為：2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O；

（3）如果將反應器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同樣能生成NaClO2，說明變換物質后，氧化還原反應照樣能發生生成NaClO2，也就說明H2O2也具有還原性，也能把ClO2還原為NaClO2，故答案為：H2O2有還原性也能把ClO2還原為NaClO2；

（4）消毒劑和漂白劑的消毒原理和漂白原理是利用它們的強氧化性來達到目的．根據教材知識工業上制取漂白粉是用氯氣與氫氧化鈉溶液反應得到的，其反應原理為：Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O，故答案為：強氧化性；Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O。