高效灭菌消毒剂ClO2气态时不稳定，受热或光照易分解，浓度过高时甚至会发生爆炸。工业上通常先制成稳定性ClO2溶液贮存，再经酸活化处理后使用。以氯酸盐（NaClO3）、过氧化氢和碳酸盐为主要原料制备稳定性ClO2溶液的流程如图：
（1）反应器中发生的主要反应为2ClO-3+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O。
①该反应中H2O2是 还原剂还原剂（填“氧化剂”、“还原剂”或“氧化剂和还原剂”）。
②制备时向反应器中通入空气的作用是 将生成的ClO2及时导出反应器，防止ClO2浓度太高发生分解爆炸将生成的ClO2及时导出反应器，防止ClO2浓度太高发生分解爆炸。
（2）反应器中的反应温度控制在80℃左右为宜。
①工业上采用的加热方式为 水浴加热水浴加热。
②当温度超过80℃，ClO2的收率（实际产量理论产量100%）随温度升高而减小，其原因可能是 温度升高，ClO2不稳定，发生分解；温度升高，H2O2易分解；或温度升高，H2O2在酸性条件下还原能力增强，氯酸根可能会进一步被还原为Cl2温度升高，ClO2不稳定，发生分解；温度升高，H2O2易分解；或温度升高，H2O2在酸性条件下还原能力增强，氯酸根可能会进一步被还原为Cl2。
（3）吸收瓶中发生反应2ClO2+CO2-3=ClO-2+ClO-3+CO2，获得稳定性ClO2溶液。当有1molClO2参加反应，转移的电子数为 0.50.5mol。
（4）以亚氯酸盐（NaClO2）为原料进行酸化是生产ClO2最简单的方法，其反应原理为5ClO-2+4H+=4ClO2↑+Cl-+2H2O，但该方法在实际生产中未得到广泛应用。与题干中的氯酸盐法相比，亚氯酸盐酸化法可能存在的缺点是 该方法原料中氯元素的利用率相对较低该方法原料中氯元素的利用率相对较低。
C
l
O
-
3
实际产量
理论产量
CO
2
-
3
C
l
O
-
2
C
l
O
-
3
C
l
O
-
2
【考点】制备实验方案的设计．
【答案】还原剂；将生成的ClO2及时导出反应器，防止ClO2浓度太高发生分解爆炸；水浴加热；温度升高，ClO2不稳定，发生分解；温度升高，H2O2易分解；或温度升高，H2O2在酸性条件下还原能力增强，氯酸根可能会进一步被还原为Cl2；0.5；该方法原料中氯元素的利用率相对较低
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：46引用：2难度：0.5
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
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（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
