【无机消毒剂制备的化工生产流程题（一）】医用消毒剂
时间：2019-02-05 03:26:57 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
文章编号：1005－6629(2008)03－0079－01中图分类号：G633.2 文献标识码：B 消毒剂也称化学消毒剂，与人们的生活关系密切。人类研究、生产和使用消毒剂至少已经有一百多年的历史了。消毒剂生产、使用与化学学科知识密切相连，有关消毒剂制备的过程是编制无机化工生产流程题适合的背景材料之一。
［题目1］亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2・3H2O。②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。
（1）160g/L NaOH溶液的物质的量浓度为___。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是（用文字说明）。
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是___（选填序号）。
(a)将SO2氧化成SO3，增强酸性；
(b)稀释ClO2以防止爆炸；
(c)将NaClO3氧化成ClO2
(3)发生器中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(4)吸收塔内的反应的化学方程式为_______。
吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H2O2分解，写出H2O2分解的化学方程式_______________。
(5)在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是_______________________________。
(6)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是________（选填序号）。
(a)Na2O2(b)Na2S (c)FeCl2(d)PbO（悬浊液）
(7)从滤液中得到NaClO2・3H2O粗晶体的实验操作依次是________（选填序号）。
A．蒸馏B．蒸发 C．灼烧D．过滤E．冷却结晶
要得到更纯的NaClO2・3H2O晶体必须进行的操作是_______________（填操作名称）。
［命题意图与解题思路］本题属于原创题。首次用于松江二中2006年4月高三化学模拟考试。含氯系列消毒剂是消毒剂中的一大类，分为无机和有机几十个品种。无机含氯消毒剂主要有二氧化氯、次氯酸钠、漂粉精、亚氯酸钠等。本题以学生比较陌生的亚氯酸钠制备为背景，以过氧化氢法制备亚氯酸钠为主线，联系一氧化铅法，考察学生在新情境下综合运用知识解决问题的能力。突出表现在：阅读题目获取信息的能力、对浓度概念的理解、对氧化还原反应相关知识的运用、有关实验操作和简单实验设计能力考察等。题目有一定难度，适用于高三二轮复习综合测试运用。
(1)浓度一般表示单位溶液中所含溶质的多少。物质的量浓度和质量分数浓度是两种常见的浓度表示方法，克每升浓度在实际生产中也很常见。尽管不同浓度表示方法数值不同，但本质上一样，它们之间一定存在换算或转换关系。克每升浓度可理解为1L溶液中所含溶质质量的多少。要计算物质的量浓度只需将溶质质量转化为物质的量，要计算质量分数，只需求出溶液的质量，通过简单分析可知，还缺少该NaOH溶液的密度。
(2)主要考察学生全面阅读题干信息的能力。纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。显然应选择b选项，其它均为错误答案。
(3)考察学生根据题目信息并运用氧化还原反应理论判断反应物、生成物以及书写完整化学方程式的能力。根据流程信息可知，一定有ClO2→ NaClO2, 化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生。最后一个反应与该原理结合，综合考察了H2O2的化学性质。
（4）考察学生设计简单实验的能力。NaOH过量则溶液呈碱性， 但考虑到该溶液有强氧化性，选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题，故工业生产中主要是用pH计连续测定溶液pH。
（5）本题巧妙地将过氧化氢法、一氧化铅法两种制备亚氯酸钠方法结合起来， 既深度考察了学生氧化还原理论知识，又拓展了学生视野。两个关键点：一是还原性适中。还原性太强，会将ClO2还原为更低价态产物，影响NaClO2生产，二是为方便后续分离提纯，加入试剂不能干扰后续生产。Na2O2溶于水相当于H2O2，Na2S、FeCl2均不行，+4价Pb化合物氧化性很强，所以其还原产物+2价Pb其还原性就不是很强；而且用PbO作还原剂，其氧化产物为PbO2，既容易与NaClO2分离又可以经煅烧后循环使用。
（6）从溶液中得到含结晶水的晶体， 只能采取蒸发浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体。得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体。本题所考察的基本实验操作都是学生熟悉的，只需通过类比迁移即可解决问题。
［答案］
（1）4mol/L， 该溶液的密度； （2）b； (3)2NaClO3+SO2→Na2SO4+2ClO2； （4）2NaOH+2ClO2+H2O2→ 2NaClO2+2H2O+O2；2H2O2→2H2O2+O2； （5）连续测定吸收塔内溶液的pH； （6）a d； （7）BED，重结晶。
［说明］该法生产亚氯酸钠几乎没有污染物排放，是氯碱工业发展精细化工产品的选择方向之一。本流程既可拓展到电解法生产亚氯酸钠，还可以拓展到高氯酸联产亚氯酸钠等工艺流程。
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