Question

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，它在堿性環境中穩定存在。某同學查閱資料后設計生產NaClO2的主要流程如下。

（1）雙氧水的結構式為____________；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）A的化學式是________，裝置Ⅲ中A在________極區產生。

（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寫出該反應的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②研究表明：若反應開始時鹽酸濃度較大，則氣體產物中有Cl2。用離子方程式解釋產生Cl2 的原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）NaClO2變質可分解為NaClO3和NaCl。取等質量NaClO2，其中一份給以適當條件使之變質，另一份嚴格保存，均配成溶液，并分別與足量FeSO4溶液反應時，消耗Fe2＋的物質的量________（填“相同”“不相同”或“無法判斷”）。

 

Answer 1

（1）H—O—O—H　Na2SO3

（2）2ClO2 ＋H2O2＋2OH－=2ClO2-＋O2↑＋2H2O

（3）H2SO4　陽

（4）5NaClO2＋4HCl=5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O ClO2-＋3Cl－＋4H＋=2Cl2↑＋2H2O

（5）相同

【解析】（1）NaClO3中Cl原子化合價為＋5價，具有很強的氧化性，而SO32-在酸性條件下具有較強的還原性，故Ⅰ中發生反應的氧化劑是NaClO3，還原劑是Na2SO3；（2）電解Na2SO4溶液相當于電解水，由氣體a、b是Na2SO4溶液的電解產物可知為H2和O2，由氣體a為反應Ⅱ的產物之一可知其為O2，為H2O2被ClO2氧化得到的產物，故反應Ⅱ的反應物為ClO2、H2O2和NaOH，生成物有NaClO2和O2，根據電子守恒和原子守恒配平即可；（3）電解Na2SO4溶液時OH－在陰極生成，故Na＋通過離子隔膜向陰極移動得到產物NaOH溶液，而陽極生成H＋，SO42-向陽極移動得到產物A（即H2SO4溶液）；（4）①由題意可知反應物為NaClO2和HCl，其中NaClO2中Cl元素的化合價為＋3價，既可升高也可降低，故反應為NaClO2自身的氧化還原反應，根據電子守恒可知氧化產物ClO2和還原產物Cl－的物質的量之比為4∶1，根據原子守恒將方程式配平即可；②若產物為Cl2則ClO2-和HCl發生了歸中反應，根據電子守恒可知反應的ClO2-和HCl的物質的量之比為3∶1，根據原子守恒將方程式配平即可；（5）變質過程為NaClO2自身的氧化還原反應，無論變質與否，與Fe2＋反應時氯元素最終都轉化為Cl－，故轉移電子數相等。