Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)．它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在．某同學(xué)查閱資料后設(shè)計(jì)生產(chǎn)NaClO₂的主要流程如下．

（1）雙氧水的電子式為

 

；Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是

 

（填化學(xué)式）．
（2）Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）ClO₂是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備．
①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
②研究表明：若反應(yīng)開始時(shí)鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl₂的含量越大，運(yùn)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析，其原因是

 

．
（4）NaClO₂變質(zhì)可分解為NaClO₃和NaCl．取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO₂試樣均配成溶液，分別與足量FeSO₄溶液反應(yīng)時(shí)，消耗Fe²⁺的物質(zhì)的量

 

（填“相同”、“不相同”或“無法判斷”）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：由流程圖可知反應(yīng)Ⅰ反應(yīng)物為NaClO₃、Na₂SO₃、加入A溶液，產(chǎn)生C1O₂、Na₂SO₄溶液，反應(yīng)離子方程式為2H⁺+SO₃^2-+2ClO₃^-=2C1O₂+SO₄^2-+H₂O，Ⅲ是離子隔膜電解池，從反應(yīng)Ⅰ知該電解有酸生成、從Ⅲ知有堿生成，有兩種氣體生成，所以Ⅲ為電解硫酸鈉本質(zhì)是電解水，A為硫酸，a為氧氣，b為氫氣，C1O₂與過氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO₂和氧氣，
（1）雙氧水為共價(jià)化合物，分子中存在兩個(gè)氧氫鍵和一個(gè)O-O鍵，Ⅰ中亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉；
（2）根據(jù)ClO₂與NaClO₂的化合價(jià)及氣體a為氧氣，可以寫出離子方程式；
（3）①亞氯酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成ClO₂、NaCl和水；
②根據(jù)題干信息“研究表明：若反應(yīng)開始時(shí)鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl₂的含量越大”結(jié)合①方程式進(jìn)行分析解答；
（4）已變質(zhì)和未變質(zhì)的NaClO₂與Fe²⁺反應(yīng)都生成Cl^-，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒判斷．

解答： 解：由流程圖可知反應(yīng)Ⅰ反應(yīng)物為NaClO₃、Na₂SO₃、加入A溶液，產(chǎn)生C1O₂、Na₂SO₄溶液，反應(yīng)離子方程式為2H⁺+SO₃^2-+2ClO₃^-=2C1O₂+SO₄^2-+H₂O，Ⅲ是離子隔膜電解池，從反應(yīng)Ⅰ知該電解有酸生成、從Ⅲ知有堿生成，有兩種氣體生成，所以Ⅲ為電解硫酸鈉本質(zhì)是電解水，A為硫酸，a為氧氣，b為氫氣，C1O₂與過氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO₂和氧氣，
（1）雙氧水是共價(jià)化合物，其電子式為，由流程圖可知反應(yīng)Ⅰ，反應(yīng)物為NaClO₃、Na₂SO₃、加入A溶液，產(chǎn)生C1O₂、Na₂SO₄溶液，反應(yīng)離子方程式為2H⁺+SO₃^2-+2ClO₃^-=2C1O₂+SO₄^2-+H₂O，所以Na₂SO₃具有還原性是還原劑，將ClO₃^-還原為C1O₂，
故答案為：；Na₂SO₃；
（2））Ⅱ中反應(yīng)根據(jù)流程信息可知，生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合價(jià)降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應(yīng)中ClO₂是氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，H₂O₂是還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知4n（ClO₂）=n（HCl），所以反應(yīng)方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂↑，離子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
（3）①亞氯酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成ClO₂、NaCl和水，化學(xué)方程式為5NaClO₂+4HCl=5NaCl+4ClO₂↑+2H₂O，故答案為：5NaClO₂+4HCl=5NaCl+4ClO₂↑+2H₂O；
②5NaClO₂+4HCl=5NaCl+4ClO₂↑+2H₂O反應(yīng)中，ClO₂^-具有氧化性，ClO₂^-的氧化性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強(qiáng)，因此Cl^-被氧化得到Cl₂，離子方程式為ClO₂^-+3Cl^-+4H⁺=2Cl₂+2H₂O，根據(jù)研究表明：若反應(yīng)開始時(shí)鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl₂的含量越大，
故答案為：ClO₂^-的氧化性或Cl^-的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強(qiáng)，因此Cl^-被氧化得到Cl₂；
（4）Fe²⁺與變質(zhì)前后的NaClO₂反應(yīng)，最后的還原產(chǎn)物都是NaCl，根據(jù)電子守恒消耗的Fe²⁺物質(zhì)的量應(yīng)相同，故答案為：相同．

點(diǎn)評(píng)：本題考查生產(chǎn)NaClO₂的制備實(shí)驗(yàn)的工業(yè)設(shè)計(jì)，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，把握物質(zhì)的性質(zhì)熟練運(yùn)用氧化還原反應(yīng)為解答該題的關(guān)鍵，題目難度中等．