楊文健

氯及其化合物相關(guān)知識(shí)在中學(xué)化學(xué)中學(xué)習(xí)內(nèi)容較少，僅學(xué)習(xí)了單質(zhì)氯氣的性質(zhì)、氯離子的檢驗(yàn)、次氯酸及其鹽、氯酸鹽等，在高中化學(xué)教材中以富集在海水中的氯為標(biāo)題，由此可見氯元素在自然界中穩(wěn)定價(jià)態(tài)是氯離子，其他價(jià)態(tài)的氯均具有強(qiáng)氧化性，這也是氯及高價(jià)態(tài)的其化合物的知識(shí)核心思維，因此在高考中及各地的模考中以氯及其高價(jià)態(tài)化合物相關(guān)知識(shí)為載體考查氧化還原反應(yīng)原理、離子反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等化學(xué)學(xué)科核心知識(shí)，在近幾年的高考中出現(xiàn)頻率還是比較高的，希在復(fù)習(xí)中加以關(guān)注，下面舉例說(shuō)明氯及其化合物考查的趨勢(shì)。

例1（2017屆常州一中期中）亞氯酸鈉（NaClO2）主要用于棉紡、造紙業(yè)的漂白劑，也用于食品消毒、水處理等。已知①亞氯酸鈉（NaClO2）受熱易分解。②NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2·3H2O。③純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全。以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如圖1所示。

H2O2+2ClO2+2NaOH

2NaClO2+2H2O+O2

問題（3）由題中信息①亞氯酸鈉（NaClO2）受熱易分解，所以采用減壓蒸發(fā)，如采用常壓蒸發(fā)，溫度則較高，亞氯酸鈉容易分解；由題中信息②可得出可采用冰水洗滌或采用酒精（75%的酒精水溶液）洗滌，主要是減少因溶解而使NaClO2損失。問題（4）由圖示信息中可推知NaClO3將SO2氧化為SO2-4，則結(jié)晶后溶液中可回收的主要物質(zhì)是Na2SO4 。問題（5）得到的亞氯酸鈉 （NaClO2·3H2O） 粗晶體含有Na2SO4等雜質(zhì)，所以應(yīng)采用重結(jié)晶的方法進(jìn)行提純。

例2（2017屆江蘇七校期中聯(lián)考）NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如圖2所示，回答下列問題：

圖2

（1）ClO2的沸點(diǎn)為283K，純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以

下更安全。寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式。

（2）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。

①在尾氣吸收過程中，可代替H2O2的試劑是（填序號(hào)）。

A.Na2O2B.Na2SC.FeCl2D.KMnO4

②提高尾氣的吸收效率的可行措施有（填序號(hào)）。

A.尾氣吸收時(shí)充分?jǐn)嚢栉找?/p>

B.適當(dāng)加快尾氣的通入速率

C.將溫度控制在20℃以下

D.加水稀釋尾氣吸收液③此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

（3）在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定，在酸性溶液中，ClO-2和H+結(jié)合為HClO2，HClO2

是唯一的亞鹵酸，不穩(wěn)定，易分解產(chǎn)生Cl2、ClO2和H2O，寫出HClO2分解的化學(xué)方程式：。

（4）已知NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大，NaClO2飽和溶液在38℃以上60℃以下會(huì)析出NaClO2，在NaClO2析出過程中可能混有的雜質(zhì)是（填化學(xué)式）。

解題分析本題同樣以高價(jià)態(tài)的氯的化合物為載體考查化工流程基本知識(shí)、氧化還原反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)和基本技能。問題（1）由圖示信息知SO2將NaClO3（氯的化合價(jià)為+5價(jià)）還原為+4價(jià)的ClO2，回收產(chǎn)物為NaHSO4，則由氧化還原反應(yīng)原理可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2NaClO3+SO2+H2SO4ClO2+2NaHSO4

問題（2）①在尾氣吸收過程中，ClO2被過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收，產(chǎn)物為ClO-2，又不能引入新的雜質(zhì)，所以可代替H2O2的試劑是Na2O2，故選A。②提高尾氣的吸收效率，則可以攪拌、減慢尾氣的通入速率、增大吸收液濃度，又ClO2的沸點(diǎn)為283 K，所以將溫度控制在20℃以下也可以提高尾氣的吸收效率，故選AC。③由圖可知，利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2，產(chǎn)物為ClO-2，則此反應(yīng)中ClO2為氧化劑，還原產(chǎn)物為ClO-2，化合價(jià)從+4價(jià)降為+3價(jià)，H2O2為還原劑，氧化產(chǎn)物為O2，每摩爾H2O2得到2mol電子，依據(jù)電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1。問題（3）HClO2不穩(wěn)定，易分解產(chǎn)生Cl2、ClO2和H2O，根據(jù)電子守恒可知，分解的化學(xué)方程式為

8HClO2Cl2↑+6ClO2↑+4H2O

故答案為：

8HClO2Cl2↑+6ClO2↑+4H2O

問題（4）由制備流程可知，進(jìn)入電解池中為ClO2和多余SO2氣體，所以利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收尾氣ClO2和多余SO2氣體，產(chǎn)物為ClO-2，還會(huì)生成Na2SO4，所以最后結(jié)晶、干燥的溶液除了含NaClO2還含有NaCl、Na2SO4，又NaCl、Na2SO4 的溶解度隨溫度升高而增大，則在38℃以上60℃以下會(huì)析出NaClO2時(shí)可能混有的雜質(zhì)是NaCl、Na2SO4，故答案為：NaCl、Na2SO4。

（收稿日期：2016-11-28）