Question

12．亚氯酸（HClO₂）是一种中强酸，易分解，亚氯酸及其盐类在工业生产和环境治理等方面用途非常广泛．回答下列问题：
（1）HClO₂中氯元素的化合价为+3；亚氯酸不稳定，易分解为Cl₂、ClO₂和H₂O，分解后的氧化产物与还原产物的物质的量之比为6：1．
（2）已知常温下K_a（HClO₂）=1.1×10^-2，则反应HClO₂+OH^-?ClO${\;}_{2}^{-}$+H₂O在常温下的平衡常数K=1.1×10¹²．
（3）亚氯酸可用于脱除氦氧化物和硫氧化物，当其他条件不变时，测得脱除率与吸收液pH的关系如图所示．已知：Cl₂和ClO₂溶于水后更易与SO₂和NO反应．

①亚氯酸盐脱除SO₂的离子方程式为2SO₂+ClO₂^-+2H₂O═2SO₄^2-+Cl^-+4H⁺．
②pH越小，脱除率越大，其原因是亚氯酸盐的氧化性在酸性条件下较强，pH较小时有利于释放出ClO₂即Cl₂，溶于水可提高脱除率．

Answer 1

分析 （1）HClO₂中，O为-2价，H为+1价，根据化合价代数和为0计算Cl的化合价，亚氯酸不稳定，易分解为Cl₂、ClO₂和H₂O，根据电子得失守恒计算；
（2）根据多重平衡规则计算反应HClO₂+OH^-?ClO₂^-+H₂O在常温下的平衡常数K；
（3）①亚氯酸盐脱除SO₂，反应为SO₂将ClO₂^-还原，反应生成SO₄^2-和Cl^-，据此写出反应的离子方程式；
②pH越小，脱除率越大，考虑pH越小时，酸性越强，亚氯酸盐在pH较小时氧化性较强，有利于反应进行．

解答 解：（1）HClO₂中，O为-2价，H为+1价，根据化合价代数和为0，则Cl的化合价为+3，
亚氯酸不稳定，易分解为Cl₂、ClO₂和H₂O，氧化产物为ClO₂，还原产物为Cl₂，根据电子得失守恒，则n（ClO₂）×（4-3）=n（Cl₂）×（2×3），即n（ClO₂）：n（Cl₂）=6：1，
故答案为：+3；6：1；
（2）已知常温下K_a（HClO₂）=1.1×10^-2，反应HClO₂+OH^-?ClO₂^-+H₂O，根据多重平衡规则，该反应的化学平衡常数为K=$\frac{c（Cl{O}_{2}^{-}）}{c（HCl{O}_{2}）c（O{H}^{-}）}$=$\frac{c（Cl{O}_{2}^{-}）}{c（HCl{O}_{2}）c（O{H}^{-}）}$•$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{a}（HCl{O}_{2}）}{{K}_{w}}$=$\frac{1.1×1{0}^{-2}}{1{0}^{-14}}$=1.1×10¹²，
故答案为：1.1×10¹²；
（3）①亚氯酸盐脱除SO₂，反应为SO₂将ClO₂^-还原，反应生成SO₄^2-和Cl^-，为氧化还原反应，则亚氯酸盐脱除SO₂的离子方程式为：2SO₂+ClO₂^-+2H₂O═2SO₄^2-+Cl^-+4H⁺，
故答案为：2SO₂+ClO₂^-+2H₂O═2SO₄^2-+Cl^-+4H⁺；
②pH越小，脱除率越大，考虑pH越小时，酸性越强，亚氯酸盐在pH较小时氧化性较强，有利于反应进行，其原因为：亚氯酸盐的氧化性在酸性条件下较强，pH较小时有利于释放出ClO₂即Cl₂，溶于水可提高脱除率，
故答案为：亚氯酸盐的氧化性在酸性条件下较强，pH较小时有利于释放出ClO₂即Cl₂，溶于水可提高脱除率．

点评 本题考查化学原理部分知识，包含氧化还原反应的计算，注意守恒法的运用，化学平衡常数的计算，题目难度不大，均为高频考点，需要掌握这方面的知识．