题目

题型：不详难度：来源：

工业上生产高氯酸（沸点：90°C）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：

（1）实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有            。
（2）反应器I中的温度最佳为        （填序号）；操作②的名称为         。
A. 0°C ；          B. 20°C ；        C. 80°C ；          D. 120°C  
（3）反应器II中发生反应的离子方程式为              。
（4）加快反应器II中反应速率的措施有              （写出一种措施即可）等。从反应器II中获得NaClO₂  粗品的实验操作依次是        （填序号，下同），进一步提纯的操作名称为        。
A．过滤  B．重结晶  C．蒸馏  D．蒸发浓缩  E．蒸干灼烧  F．冷却结晶  G．萃取分液
（5）上述流程中可循环使用的物质为        ，副产品除NaClO₂、NaHSO₄外还有        （填化学式）。

答案

（1）（普通）漏斗、玻璃棒、烧杯（3分，各1分）
（2）C； 蒸馏 （各1分）
（3）2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O  （2分）
（4）适当升高温度（增大NaOH溶液的浓度、增大气体（SO₂、ClO₂）和NaOH溶液的接触面积等）（2分）；DF(A)（2分）；B（1分）
（5）硫酸；Na₂SO₄（各2分）

解析

试题分析： （1）实验室常用的玻璃仪器有（普通）漏斗、玻璃棒、烧杯，做题的时候容易写不全，所以在作答时联想实验时的情境，从下往上想不容易出错。
（2）反应器I中加入的氯酸钠在浓硫酸的作用下发生了氧化还原反应，Cl化合价+4←+5→+7，因此得到的含氯化合物中有ClO₂ 气体和高氯酸，所以要得到较高浓度的高氯酸溶液，应该尽可能的升温使ClO₂ 气体溢出，同时温度不能过高，超过高氯酸沸点温度90°C容易使高氯酸气化，所以最佳温度应该选C，80°C。而在后一阶段的滤液中再获得纯净的高氯酸产品，可以选择蒸馏，升高温度至高氯酸沸点温度，蒸馏得到高氯酸纯品。
（3）从反应II的前后反应物和产物可以看出，Cl的化合价+4→+3，发生了氧化还原反应，ClO₂ 气体做氧化剂， SO₂在反应中被氧化为了SO₄^2-，有碱参与反应生成盐和水，所以根据氧化还原得失电子守恒进行缺项配平，可得反应的离子方程式为2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O。（4）影响反化学应速率的因素有温度、浓度、接触面积等，所以在反应器II中要加快反应速率，可以通过适当升高温度、或增大氢氧化钠的浓度、气体与溶液的接触面积等措施来改变。若要从从反应器II中获得NaClO₂ 晶体粗品，可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到，故选DFA；进一步提纯粗品晶体，则应该对该粗产品进行重结晶处理。
（5）上述流程分为2个生产方向，在生产高氯酸的环节中，蒸馏得到高氯酸纯品剩下的溶液为硫酸溶液，所以硫酸溶液可以循环到反应器I中加以利用；而在生产副产品NaClO₂中还生成了有Na₂SO₄，所以副产品共有NaClO₂、NaHSO₄、Na₂SO₄ 。