問題詳情:
NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產工藝如下:
回答下列問題:
(1)NaClO2中Cl的化合價為_______。
(2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_______。
(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精製而成,精製時,為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為________、________。“電解”中*極反應的主要產物是______。
(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________,該反應中氧化產物是_________。
(5)“有效*含量”可用來衡量含*消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含*消毒劑的氧化能力相當於多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效*含量為____。(計算結果保留兩位小數)
【回答】
+3價 2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑ NaOH Na2CO3 O2 2:1 氧化產物為NaClO3 1.57g
【詳解】
(1)在NaClO2中Na為+1價,O為-2價,根據正負化合價的代數和為0,可得Cl的化合價為+3價;
(2)NaClO3和SO2在H2SO4*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,説明生成硫***,且產生ClO2,根據電子守恆可知,此反應的化學方程式為:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2;
(3)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+,ClO2氧化能力強,根據結晶乾燥後的產物可知ClO2的還原產物為NaClO2,因此電解裝置中*極ClO2得電子生成ClO2-,陽極Cl-失電子生成Cl2;
(4)依據圖示可知,利用含過氧化*的*氧化*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,依據電子守恆可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2∶1;(5)1gNaClO2的物質的量=mol,依據電子轉移數目相等,NaClO2~Cl-~4e-,Cl2~2Cl-~2e-,可知*氣的物質的量為mol×4×=mol,則*氣的質量為mol×71g/mol=1.57g。
【點睛】
準確理解流程圖是解題關鍵,由製備流程可知,NaClO3和SO2在H2SO4*化條件下生成ClO2,其中NaClO3是氧化劑,回收產物為NaHSO4,説明生成硫***,且產生ClO2,根據電子守恆可知,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**除去食鹽水中的Ca2+,然後電解裝置中*極ClO2得電子生成ClO2-,陽極Cl-失電子生成Cl2,含過氧化*的*氧化*溶液吸收ClO2,產物為ClO2-,最後NaClO2溶液結晶、乾燥得到產品,以此來解答。
知識點:氧化還原反應方程式的配平
題型:綜合題