Question

12．氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)生活中有著重要的應(yīng)用．請(qǐng)按要求寫出相應(yīng)的方程式．
（1）將含SO₂的廢氣通入含F(xiàn)e²⁺（催化劑）的溶液中，常溫下可使SO₂轉(zhuǎn)化為SO₂^4-，其總反應(yīng)為2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．上述總反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，寫出第二步反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄ ^2-+4H⁺．
（2）pH=3.6時(shí)，碳酸鈣與硫酸鋁反應(yīng)可制備堿式硫酸鋁[Al₂（SO₄）_x（OH）_6-2x]溶液．若溶液的pH偏高，則堿式硫酸鋁產(chǎn)率降低且有氣泡產(chǎn)生，用化學(xué)方程式表示其原因：3CaCO₃+Al₂（SO₄）₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CaSO₄↓+3CO₂↑．
（3）ClO₂是一種高效安全的殺菌消毒劑．氯化鈉電解法生產(chǎn)ClO₂工藝原理示意圖如下：

①寫出氯化鈉電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cl^-+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO₃^-+3H₂↑．
②寫出ClO₂發(fā)生器中的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目：．
③ClO₂能將電鍍廢水中的CN^-離子氧化成兩種無(wú)毒氣體，自身被還原成Cl^-．寫出該反應(yīng)的離子方程式2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+2Cl^-+N₂↑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中反應(yīng)原理，第一步反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，第二步是鐵離子將二氧化硫氧化成硫酸根離子，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可書(shū)寫反應(yīng)的離子方程式；
（2）pH=3.6時(shí)，碳酸鈣與硫酸鋁反應(yīng)可制備堿式硫酸鋁[Al₂（SO₄）_x（OH）_6-2x]溶液，若溶液的pH偏高，溶液堿性增強(qiáng)，鋁離子與碳酸根離子雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，根據(jù)元素守恒可書(shū)寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)流程圖可知道：食鹽水在特定條件下電解得到氯酸鈉（NaClO₃），NaClO₃和HCl反應(yīng)，生成ClO₂，可以寫出方程式，并用化合價(jià)升降法配平得到，ClO₂能將電鍍廢水中的CN^-離子氧化成兩種無(wú)毒氣體，應(yīng)為二氧化碳和氮?dú)�，自身被還原成Cl^-，根據(jù)電荷守恒和元素守恒寫出該反應(yīng)的離子方程式；

解答 解：（1）根據(jù)題中反應(yīng)原理，第一步反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，第二步是鐵離子將二氧化硫氧化成硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄ ^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄ ^2-+4H⁺；
（2）pH=3.6時(shí)，碳酸鈣與硫酸鋁反應(yīng)可制備堿式硫酸鋁[Al₂（SO₄）_x（OH）_6-2x]溶液，若溶液的pH偏高，溶液堿性增強(qiáng)，鋁離子與碳酸根離子雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CaCO₃+Al₂（SO₄）₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CaSO₄↓+3CO₂↑，
故答案為：3CaCO₃+Al₂（SO₄）₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CaSO₄↓+3CO₂↑；
（3）根據(jù)流程圖可知道：食鹽水在特定條件下電解得到氯酸鈉（NaClO₃），NaClO₃和HCl反應(yīng)，生成ClO₂，可以寫出方程式，并用化合價(jià)升降法配平得到，ClO₂能將電鍍廢水中的CN^-離子氧化成兩種無(wú)毒氣體，應(yīng)為二氧化碳和氮?dú)�，自身被還原成Cl^-，根據(jù)電荷守恒和元素守恒寫出該反應(yīng)的離子方程式，
①電解食鹽水得到氯酸鈉（NaClO₃）和H₂，電解的離子反應(yīng)方程式為：Cl^-+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO₃^-+3H₂↑，故答案為：Cl^-+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO₃^-+3H₂↑；
②ClO₂發(fā)生器中的反應(yīng)為，化學(xué)方程式NaClO₃和鹽酸發(fā)生歧化反應(yīng)，生成NaCl、ClO₂、Cl₂、H₂O，用化學(xué)方程式表示并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目為，
故答案為：；
③ClO₂能將電鍍廢水中的CN^-離子氧化成兩種無(wú)毒氣體，應(yīng)為二氧化碳和氮?dú)�，自身被還原成Cl^-，反應(yīng)的離子方程式為 2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+2Cl^-+N₂↑，
故答案為：2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+2Cl^-+N₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)化學(xué)工藝流程，考查了氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念、配平及計(jì)算，電解原理，綜合性強(qiáng)，題目難度中等，對(duì)于該類題目的處理，注意看清工藝流程的目的，分析工藝流程的過(guò)程，尋找與所學(xué)知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)．