Question

二氧化氯（ClO₂）被稱作第四代殺菌消毒劑．
（1）工業上用NaCl還原NaClO₃生產ClO₂的工藝流程如下圖所示：

①反應器中發生反應的化學方程式為：
2NaClO₃+2NaCl+2H₂SO₄=2ClO₂↑+Cl₂↑+2Na₂SO₄+2H₂O
生產中將NaClO₃和NaCl按物質的量之比1：1.05的混合水溶液加入反應器，NaCl稍過量的目的是

 

．
②反應器中生成的ClO₂和Cl₂由通入空氣驅出進入ClO₂吸收塔，產生的混合液進入汽提塔，汽提塔排出的廢液成分主要是

 

（填化學式，下同）．
③以上生產流程中循環②循環利用的物質是

 

．
④為提高ClO₂的產量，可用亞氯酸鈉（NaClO₂）與反應器中Cl₂反應生成ClO₂，該反應的化學方程式為

 

．尾氣中的Cl₂可用SO₂水溶液吸收，該反應的化學方程式為

 

．
（2）用陽離子交換膜分隔的電解池電解450g/L NaClO₂溶液，可在陽極室產生ClO₂，在陰極室產生H₂和NaOH．下列有關說法正確的是

 

（填字母符號）．
A．電解時電子流向為：電源負極→導線→陰極，陽極→導線→電源正極
B．在電解過程中，Na⁺向陽極移動，ClO₂^-向陰極移動
C．在電解過程中陽極周圍的pH基本不變
D．電解的離子方程式可表示為：2ClO₂^-+2H₂O

電解  .

2ClO₂↑+H₂↑+2OH^-．

Answer 1

分析：（1）①NaCl稍過量，會促進NaClO₃充分反應；
②由流程可知，汽提塔排出的廢液成分主要為硫酸鈉、氯化鈉、硫酸；
③生產流程中循環②中堿液循環利用；
④亞氯酸鈉（NaClO₂）與反應器中Cl₂反應生成ClO₂，還生成氯化鈉；Cl₂與SO₂反應生成硫酸和鹽酸；
（2）電解NaClO₂溶液，可在陽極室產生ClO₂，在陰極室產生H₂和NaOH，陽極上ClO₂^-失去電子，陰極上氫離子得到電子，以此分析．

解答：解：（1）①NaCl稍過量，由化學反應中的轉化可知，使NaClO₃充分反應或提高NaClO₃的利用率，故答案為：使NaClO₃充分反應或提高NaClO₃的利用率；
②由流程可知，汽提塔排出的廢液成分主要為硫酸鈉、氯化鈉、硫酸，化學式分別為Na₂SO₄、NaCl、H₂SO₄，故答案為：Na₂SO₄、NaCl、H₂SO₄；
③生產流程中循環②中堿液循環利用，則循環利用的物質為NaOH（或NaOH、NaClO、NaCl），
故答案為：NaOH（或NaOH、NaClO、NaCl）；
④亞氯酸鈉（NaClO₂）與反應器中Cl₂反應生成ClO₂，還生成氯化鈉，該反應為2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl；Cl₂與SO₂反應生成硫酸和鹽酸，g該反應為Cl₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案為：2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl；Cl₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（2）電解NaClO₂溶液，可在陽極室產生ClO₂，在陰極室產生H₂和NaOH，陽極上ClO₂^-失去電子，陰極上氫離子得到電子，
A．電解時負極與陰極相連，正極與陽極相連，則電解時電子流向為：電源負極→導線→陰極，陽極→導線→電源正極，故A正確；
B．在電解過程中，Na⁺向陰極移動，ClO₂^-向陽極移動，故B錯誤；
C．在電解過程中陽極ClO₂^-失去電子生成ClO₂，周圍的pH基本不變，故C正確；
D．陽極上ClO₂^-失去電子，陰極上氫離子得到電子，在電解的離子方程式可表示為2ClO₂^-+2H₂O

電解  .

2ClO₂↑+H₂↑+2OH^-，故D正確；
故答案為：ACD．

點評：本題以工業上用NaCl還原NaClO₃生產ClO₂的工藝流程考查混合物的分離、提純，明確流程是解答本題的關鍵，注意發生的化學反應來解答，題目難度較大．