Question

【題目】氯酸鈉是一種基礎(chǔ)化工原料。

（1）已知：Cl2(g)＋2OH－(aq)＝ClO－(aq)＋Cl－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－186 kJ·mol－1，3ClO－(aq)＝ClO3— (aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－113 kJ·mol－1，則：3Cl2(g)＋6OH－(aq)＝ClO3—(aq)＋5Cl－(aq)＋3H2O(l)ΔH＝____kJ·mol－1，該反應(yīng)中生成1molClO3—，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為____。

（2）工業(yè)上采用無隔膜電解飽和食鹽水可制備氯酸鈉。該工藝過程中，生成氯酸鈉的相關(guān)反應(yīng)為：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，2HClO＋ClO－＝ClO＋2H＋＋2Cl－。已知：溶液中，Cl2、HClO、ClO－的物種分布分?jǐn)?shù)（平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù)）與pH的關(guān)系如下圖。

①電解過程中，為按化學(xué)計(jì)量數(shù)比反應(yīng)，需控制電解液的pH約為___（填序號(hào)）。

A．5 B．6.8 C．7.2D．7.5

②若電解液堿度過大，陽極會(huì)有較多的O2放出，電極反應(yīng)方程式為____。已知：Cr2O72—＋H2O2CrO42—＋2H＋，電解時(shí)向食鹽水中加入的重鉻酸鈉（Na2Cr2O7）可以防止電解液堿度過大，其原理是____。

③若電解液pH<5時(shí)，溶液中HClO濃度會(huì)隨pH減小迅速降低，其原因是____（用離子方程式表示）。

（3）電解時(shí)須對(duì)電解槽進(jìn)行冷卻處理以防止電解液溫度過高的原因是____。

（4）氯酸鈉與硫酸酸化的雙氧水溶液反應(yīng)常用于制備飲用水消毒劑ClO2(g)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

Answer 1

【答案】－671 5NA B 4OH－－4e－=O2↑＋2H2O 當(dāng)堿度過大時(shí)，平衡Cr2O72—＋H2O2CrO42—＋2H＋向右移動(dòng)，抑制堿度增大 HClO＋H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O 溫度過高，HClO分解速率加快，也不利于氯氣的溶解 2NaClO3＋H2O2＋H2SO4=2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O

【解析】

根據(jù)蓋斯定律求出第三個(gè)方程式的焓變，根據(jù)化合價(jià)升降得出轉(zhuǎn)移電子數(shù)目；

根據(jù)生成的氯酸根的方程式中次氯酸和次氯酸根的比例得出pH值，

利用重鉻酸根的平衡移動(dòng)原理分析怎樣防止氫氧根過量，

酸性過大，次氯酸會(huì)很快減少，主要是它們要發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，

溫度過高，會(huì)導(dǎo)致次氯酸分解。

氯酸鈉是一種基礎(chǔ)化工原料。

⑴已知：Cl2(g)＋2OH－(aq)＝ClO－(aq)＋Cl－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－186 kJ·mol－1，

3ClO－(aq)＝ClO3－ (aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－113 kJ·mol－1，

將第一個(gè)方程乘以3再加上第二個(gè)方程得到

3Cl2(g)＋6OH－(aq)＝ClO3－(aq)＋5Cl－(aq)＋3H2O(l) ΔH＝－671 kJ·mol－1，根據(jù)反應(yīng)方程式知6個(gè)氯原子，其中1個(gè)氯原子升高5價(jià)，另外5個(gè)氯原子降低，每個(gè)氯原子降低1價(jià)，因此該反應(yīng)中生成1molClO3－，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5NA，

故答案為：－671；5NA；

⑵①電解過程中，為按化學(xué)計(jì)量數(shù)比反應(yīng)，即2HClO＋ClO－＝ClO＋2H＋＋2Cl－反應(yīng)，次氯酸根和次氯酸的比為1:2，則次氯酸占67%，因此根據(jù)圖中信息應(yīng)該控制電解液的pH約為6.8，

故答案為：B；

②若電解液堿度過大，陽極會(huì)有較多的O2放出，電極反應(yīng)方程式為4OH－－4e－= O2↑＋2H2O，已知：電解時(shí)向食鹽水中加入的重鉻酸鈉（Na2Cr2O7），當(dāng)氫氧根過大時(shí)，會(huì)消耗平衡Cr2O72－＋H2O2CrO42－＋2H＋中的氫離子，致使平衡正向移動(dòng)，有效降低了氫氧根過大，

故答案為：4OH－－4e－= O2↑＋2H2O；當(dāng)堿度過大時(shí)，平衡Cr2O72－＋H2O2CrO42－＋2H＋向右移動(dòng)，抑制堿度增大

③若電解液pH<5時(shí)，溶液中HClO濃度會(huì)隨pH減小迅速降低，其原因是次氯酸和氯離子、氫離子三者反應(yīng)生成氯氣和水，其離子方程式為HClO＋H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O，

故答案為：HClO＋H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O；

⑶電解時(shí)須對(duì)電解槽進(jìn)行冷卻處理以防止電解液溫度過高，次氯酸在溫度較高條件下要分解，而且溫度高不利于氯氣的溶解，因此溫度不能過高的原因是溫度過高，HClO分解速率加快，也不利于氯氣的溶解，

故答案為：溫度過高，HClO分解速率加快，也不利于氯氣的溶解；

⑷氯酸鈉與硫酸酸化的雙氧水溶液反應(yīng)常用于制備飲用水消毒劑ClO2(g)，氯酸鈉中氯的化合價(jià)降低生成消毒劑，雙氧水中氧的化合價(jià)升高變?yōu)檠鯕�，因此該反�?yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3＋H2O2＋H2SO4=2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O，

故答案為：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4=2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O。