Question

【題目】亞氯酸鈉（）是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業。它在堿性環境中穩定存在。某同學查閱資料后設計生產的主要流程如下：

（1）I中發生反應的還原劑是________（填化學式）。

（2）II中反應的離子方程式是_________。

（3）III中離子隔膜電解池的裝置如下：

①A的化學式是_________，A在_________口產生。

②m為_______（填“陰”、“陽”）離子交換膜。

③結合化學用語和文字說明解釋產生的原因：_________。

（4）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該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是_________。

②研究表明：若反應開始時鹽酸濃度越大，則氣體產物中的含量越大，運用氧化還原反應規律分析其原因是___________。

（5）變質可分解為和。取等質量變質前后的試樣均配成溶液，分別與足量溶液反應時，消耗的物質的量前者_______（填>、<、=）后者。

Answer 1

【答案】 e 陰 陰極反應為，反應室中的透過陽離子交換膜進入陰極室，和陰極區產生的生成 1：4 的氧化性或的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強，因此被氧化得到 =

【解析】（1）由圖得到I中將亞硫酸鈉轉化為硫酸鈉，S的化合價由+4+升高為+6，所以還原劑為亞硫酸鈉。

（2）II中進入的ClO2轉化為NaClO2化合價降低，所以是H2O2中的O化合價升高為O2，方程式為： 。

（3）III中離子隔膜電解池，中間加入硫酸鈉溶液，其中陰離子硫酸根離子向陽極移動，所以m是陽離子交換膜。陽極發生的反應為，氫離子濃度增加，結合穿過m的硫酸根離子得到硫酸，即X為氧氣，e為硫酸，加入的g為稀硫酸（主要是為了溶液使導電）。對應的，n為陽離子交換膜，以保證鈉離子能向陰極移動，陰極反應為，生成的氫氧根結合鈉離子得到氫氧化鈉，所以y為氫氣，z為氫氧化鈉溶液，加入的f為稀氫氧化鈉（主要為了使溶液導電）。結合如上信息得到：

①A的化學式是H2SO4，A在e口產生。

②m為陰離子交換膜。

③產生的原因如上所述。

（4）①根據相同元素的相同價態一定直接轉化的原理，生成物中的NaCl一定來自反應物的鹽酸，NaCl有5個，HCl只有4個，所以有1個NaCl來自NaClO2，另外4個NaClO2轉化為ClO2，所以氧化劑為1個NaClO2，還原劑為4個NaClO2，所以該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是1:4。

②若反應開始時鹽酸濃度越大，則氣體產物中的含量越大，說明使用濃鹽酸時，會被NaClO2氧化為Cl2，即隨著鹽酸濃度增大，NaClO2的氧化性增強，或者鹽酸的還原性增強。

（5）無論是否變質，最后氧化亞鐵離子的時候，都是將亞鐵離子氧化為鐵離子，Cl最終都是轉化為Cl-，變質的反應為3NaClO2 = 2NaClO3 + NaCl，則3molNaClO2轉化為2molNaClO3，這2mol NaClO3得電子為2×6e-=12mol電子。如果不變質，3mol NaClO2得電子為3×4e-=12mol電子，所以NaClO2變質前后能得到的電子實際是一樣的，能氧化的亞鐵離子使相同的。