Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是用過氧化氫法生產亞氯酸鈉的工藝流程圖：

已知：①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結晶析出NaClO₂·3H₂O ;
②K_sp(FeS)＝6．3×10^-18 ； K_sp(CuS)＝6．3×10^-36 ；K_sp(PbS)＝2．4×10^-28
（1）吸收塔內發生反應的離子方程式為                                      。該工藝流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是強氧化劑，它們都能和濃鹽酸反應制取Cl₂。若用二氧化氯和濃鹽酸制取Cl₂，當生成5 mol Cl₂時，通過還原反應制得氯氣的質量為   g。
（2）從濾液中得到NaClO₂·3H₂O晶體的所需操作依次是               （填寫序號）。
a蒸餾；b灼燒；c過濾；d冷卻結晶；e蒸發
（3）印染工業常用亞氯酸鈉（NaClO₂）漂白織物，漂白織物時真正起作用的是HClO₂。
下表是 25℃時HClO₂及幾種常見弱酸的電離平衡常數：

弱酸	HClO2	HF	HCN	H2S
Ka/mol?L-1	1×10-2	6．3×10-4	4．9×10-10	K1＝9．1×10?8 K2＝1．1×10?12

 
①常溫下，物質的量濃度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四種溶液的pH由大到小的順序為     （用化學式表示）；體積相等，物質的量濃度相同的NaF、NaCN兩溶液中所含陰陽離子總數的大小關系為：  （填“前者大”“相等”或“后者大”）。
②Na₂S是常用的沉淀劑。某工業污水中含有等濃度的Cu²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺離子，滴加Na₂S溶液后首先析出的沉淀是               ；當最后一種離子沉淀完全時（該離子濃度為10^-5mol·L^-1）此時體系中的S^2-的濃度為                。

Answer 1

（1）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO₂^2—+ O₂+ 2H₂O；  71 ；
（2）edc
（3）①Na₂S＞NaCN＞NaF＞NaClO₂； 前者大；  ② CuS； 6．3×10^-13mol/L

試題分析：（1）根據題給化學工藝流程圖知，吸收塔內為ClO₂、氫氧化鈉和過氧化氫反應生成NaClO₂、氧氣和水，離子方程式為2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO₂^2—+ O₂+ 2H₂O；若用二氧化氯和濃鹽酸制取Cl₂，二氧化氯是氧化劑，發生還原反應，濃鹽酸是還原劑，發生氧化反應，根據電子守恒可知4n（ClO₂）=n（HCl），還原產物與氧化產物物質的量之比為1：4，故還原反應生成的氯氣為1mol，質量為71g；（2）從濾液中得到NaClO₂·3H₂O晶體的所需操作依次蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，答案為edc；（3）①根據題給電離平衡常數可知酸性強弱順序為：HClO₂＞HF＞HCN＞HS^-，根據鹽類水解規律：酸性越弱，對應鈉鹽中酸根離子水解程度越大，物質的量濃度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四種溶液的pH由大到小的順序為Na₂S＞NaCN＞NaF＞NaClO₂；由于酸性：根據二者的水解方程式判斷，體積
相等，物質的量濃度相同的NaF、NaCN溶液中陰離子總數相等；由于酸性：HF＞HCN，則堿性：NaCN＞NaF，NaCN溶液中氫氧根濃度大于NaF溶液中氫氧根濃度，NaCN溶液氫離子濃度較小，而兩溶液中鈉離子濃度相等，則溶液中陽離子總數：NaCN＜NaF；溶液中所含陰陽離子總數的大小關系為：前者大；②根據陰陽離子個數比相同的難溶物，溶度積越小，溶解度越小，滴加硫化鈉，相應陽離子最先沉淀，故首先析出沉淀是CuS，Fe²⁺最后沉淀，沉淀完全時該濃度為10^-5mol?L^-1，此時的S^2-的濃度為6．3×10^-18/10^?5=6.3×10^-13mol/L。