Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種強氧化性漂白劑，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)計生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下。

（1）雙氧水的結(jié)構(gòu)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）A的化學(xué)式是________，裝置Ⅲ中A在________極區(qū)產(chǎn)生。

（4）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)開始時鹽酸濃度較大，則氣體產(chǎn)物中有Cl2，用離子方程式解釋產(chǎn)生Cl2的原因_______________________________。

（5）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，消耗Fe2+的物質(zhì)的量_______(填相同、不相同或無法判斷)

Answer 1

【答案】H—O—O—H Na2SO3 2ClO2 + H2O2+ 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O H2SO4 陽 5NaClO2+ 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O ClO2－+ 3Cl－+ 4H+= 2Cl2+ 2H2O 相同

　　

【解析】

由題意可知，在電解池中陽極室生成氧氣和硫酸，陰極室生成氫氣和氫氧化鈉；氯酸鈉和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯氣體；二氧化氯與雙氧水反應(yīng)生成亞氯酸鈉和氧氣。

⑴H2O2中兩個氧原子間形成一個共用電子對，結(jié)構(gòu)式為：H—O—O—H，反應(yīng)I：2ClO3―＋SO32―＋2H＋=2ClO2↑＋SO42―＋H2O，其中SO32―中S由+4價變成+6價，作還原劑。答案為：H—O—O—H；Na2SO3；

⑵從圖中讀出反應(yīng)物為ClO2和H2O2,堿性條件，產(chǎn)物為NaClO2，ClO2作氧化劑，H2O2中氧由―1價變成―2，2ClO2 + H2O2+ 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O，故答案：2ClO2 + H2O2+ 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O；

⑶Ⅲ陽極：2H2O - 4e―=4H＋＋O2↑,a為O2,陰極：4H2O＋4e―=4OH―＋2H2↑，b為H2， A的化學(xué)式是H2SO4, 裝置Ⅲ中A在陽極區(qū)產(chǎn)生，答案：H2SO4、陽；

⑷Cl―濃度大時，還原性增強，被生成的ClO2氧化，5NaClO2+ 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O、ClO2－+ 3Cl－+ 4H+= 2Cl2+ 2H2O。答案為：5NaClO2+ 4HCl =5NaCl+ 4ClO2↑+ 2H2O、ClO2－+ 3Cl－+ 4H+= 2Cl2+ 2H2O；

⑸ClO2―、ClO3―與Fe2＋反應(yīng)最終變成Cl―，變質(zhì)前后轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，反以消耗Fe2+的物質(zhì)的量相同。答案：相同。