簡析氯及其化合物考查的趨勢

楊文健

氯及其化合物相關知識在中學化學中學習內容較少，僅學習了單質氯氣的性質、氯離子的檢驗、次氯酸及其鹽、氯酸鹽等，在高中化學教材中以富集在海水中的氯為標題，由此可見氯元素在自然界中穩定價態是氯離子，其他價態的氯均具有強氧化性，這也是氯及高價態的其化合物的知識核心思維，因此在高考中及各地的模考中以氯及其高價態化合物相關知識為載體考查氧化還原反應原理、離子反應原理、化學實驗等化學學科核心知識，在近幾年的高考中出現頻率還是比較高的，希在復習中加以關注，下面舉例說明氯及其化合物考查的趨勢。

例1（2017屆常州一中期中）亞氯酸鈉（NaClO2）主要用于棉紡、造紙業的漂白劑，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，適當條件下可結晶析出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，如采用常壓蒸發，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，則結晶后溶液中可回收的主要物質是Na2SO4 。問題（5）得到的亞氯酸鈉 （NaClO2·3H2O） 粗晶體含有Na2SO4等雜質，所以應采用重結晶的方法進行提純。

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

圖2

（1）ClO2的沸點為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”步驟中生成ClO2的化學方程式。

（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）。

A.Na2O2B.Na2SC.FeCl2D.KMnO4

②提高尾氣的吸收效率的可行措施有（填序號）。

A.尾氣吸收時充分攪拌吸收液

B.適當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此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為。

（3）在堿性溶液中NaClO2比較穩定，在酸性溶液中，ClO-2和H+結合為HClO2，HClO2

是唯一的亞鹵酸，不穩定，易分解產生Cl2、ClO2和H2O，寫出HClO2分解的化學方程式：。

（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℃以下會析出NaClO2，在NaClO2析出過程中可能混有的雜質是（填化學式）。

解題分析本題同樣以高價態的氯的化合物為載體考查化工流程基本知識、氧化還原反應原理、化學實驗基本知識和基本技能。問題（1）由圖示信息知SO2將NaClO3（氯的化合價為+5價）還原為+4價的ClO2，回收產物為NaHSO4，則由氧化還原反應原理可寫出該反應的化學方程式為：

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，產物為ClO-2，又不能引入新的雜質，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，產物為ClO-2，則此反應中ClO2為氧化劑，還原產物為ClO-2，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，依據電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2∶1。問題（3）HClO2不穩定，易分解產生Cl2、ClO2和H2O，根據電子守恒可知，分解的化學方程式為

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，產物為ClO-2，還會生成Na2SO4，所以最后結晶、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℃以下會析出NaClO2時可能混有的雜質是NaCl、Na2SO4，故答案為：NaCl、Na2SO4。

（收稿日期：2016-11-28）