题目内容
【题目】亚氯酸钠(NaClO2)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌.以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO23H2O;
②Ksp(FeS)=6.3×10﹣18; Ksp(CuS)=6.3×10﹣36;Ksp(PbS)=2.4×10﹣28
(1)吸收塔内发生反应的离子方程式为 . 该工艺流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是强氧化剂,它们都能和浓盐酸反应制取Cl2 . 若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl2 , 当生成5mol Cl2时,通过还原反应制得氯气的质量为g.
(2)从滤液中得到NaClO23H2O晶体的所需操作依次是(填写序号). a.蒸馏 b.灼烧 c.过滤 d.冷却结晶 e.蒸发
(3)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,漂白织物时真正起作用的是HClO2 . 表是 25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数:
弱酸 | HClO2 | HF | HCN | H2S |
Ka | 1×10﹣2 | 6.3×10﹣4 | 4.9×10﹣10 | K1=9.1×10﹣8 |
①常温下,物质的量浓度相等的NaClO2、NaF、NaCN、Na2S四种溶液的pH由大到小的顺序为(用化学式表示);体积相等,物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为:(填“前者大”“相等”或“后者大”).
②Na2S是常用的沉淀剂.某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是;当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10﹣5molL﹣1),此时体系中的S2﹣的浓度为 .
【答案】
(1)2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;71
(2)dc
(3)pH(Na2S)>pH(NaCN)>pH(NaF)>pH(NaClO2);前者大;CuS;6.3×10﹣13mol/L
【解析】解:(1.)根据流程信息可知,吸收塔内生成NaClO2 , 所以一定有ClO2→NaClO2 , 化合价降低,被还原;则H2O2必定被氧化,有氧气产生,反应方程式为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2 , 反应中ClO2是氧化剂,发生还原反应,HCl是还原剂,发生氧化反应,根据电子转移守恒可知4n(ClO2)=n(HCl),故n(ClO2):n(HCl)=1:4,故还原产物与氧化产物物质的量之比为1:4,故还原反应生成的氯气为5mol× =1mol,通过还原反应制得氯气的质量为1mol×71g/mol=71g, 所以答案是:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;71;
(2.)从溶液中得到含结晶水的晶体,只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法,通过过滤得到粗晶体,所以操作顺序为dc,所以答案是:dc;
(3.)①根据电离平衡常数可知酸性强弱顺序为:HClO2>HF>HCN>HS﹣ , 酸性越弱,对应钠盐中酸根离子水解程度越大,溶液的PH越大,故物质的量浓度相等各溶液pH关系为:pH(Na2S)>pH(NaCN)>pH(NaF)>pH(NaClO2),
NaF、NaCN两溶液中钠离子浓度相同,由于阴离子都是﹣1价离子,1mol阴离子水解得到1mol氢氧根离子,阴离子的总浓度不变,两溶液中阴离子总浓度相同,溶液为碱性,pH(NaCN)>pH(NaF),故NaCN溶液碱氢离子浓度较小,含有阴阳离子总数较小,即NaF溶液中阴阳离子总数较大,
所以答案是:pH(Na2S)>pH(NaCN)>pH(NaF)>pH(NaClO2);前者大;
②物质组成类型相同,溶度积越小,溶解度越小,滴加硫化钠,相应阳离子最先沉淀,故首先析出沉淀是CuS,Fe2+最后沉淀,沉淀完全时该浓度为10﹣5molL﹣1 , 此时的S2﹣的浓度为 mol/L=6.3×10﹣13mol/L,
所以答案是:CuS;6.3×10﹣13mol/L.
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