题目内容
亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。工业设计生产NaClO2的主要流程如下:
(1)A的化学式是 ,装置III中A在 极区产生。
(2)II中反应的离子方程式是 。
(3)通电电解前,检验III中阴离子的方法和步骤是 。
(4)为防止II中制备的NaClO2被还原成NaCl,应选合适的还原剂,除双氧水外,还可以选择的还原剂是 (填字母编号)。
a.Na2O2 b.FeCl2 c.Na2S
(5)常温时,HClO2的电离平衡常数Ka=1.0710-2mol·L-1,II中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,则溶液中= 。
(6)气体a、b与氢氧化钠溶液可构成燃料电池,用该电池电解200 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是
(1)H2SO4 (2分) 阳(2分)
(2)2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO+O2↑+2H2O (3分)
(3)取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶
液,产生白色沉淀,证明含有SO42- (3分)
(4)a(2分)
(5)1.07×1010mol·L-1 (3分)
(6)c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-) (3分)
解析试题分析:(1)Ⅲ为电解硫酸钠溶液,本质是电解水,阴极2H++2e-=H2↑,阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,另一电极产生NaOH,因为该电解池为离子隔膜电解池,所以A为硫酸,在阳极区产生。
(2))Ⅱ中反应根据流程信息可知,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),所以反应方程式为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2↑,离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O。
(3)III中阴离子为SO42?,检验方法为:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-
(4)加入FeCl2和Na2S会产生杂质,而Na2O2不会产生新的杂质,故a项正确。
(5)II中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,可得c(H+)=1×10-13mol?L?1,则==1.07×1010mol·L-1 。
(6)电解硫酸铜溶液的化学方程式为:2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑,生成铜3.2 g,则反应了CuSO4的物质的量为0.05mol,生成H2SO4的物质的量为0.05mol,则所得溶液含0.05mol的CuSO4和0.05mol的H2SO4,Cu2+水解生成H+,所以离子浓度由大到小的顺序为:c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-)。
考点:本题考查化学工艺流程的分析、电解原理、离子方程式的书写、离子的检验、化学计算。
一同学分析硫元素的化合价有-2、0、+4、+6,而硫单质处于中间价态,所以硫应该既有氧化性,又有还原性。该同学欲探究硫的还原性,下面是该同学的实验探究过程,请解答其中的问题。
(1)该同学应该选择________(填“氧化剂”或“还原剂”)进行实验探究。
(2)该同学用红热的玻璃棒引燃了石棉网上的硫粉,硫粉开始燃烧,反应的化学方程式为________________________________________________
(3)该同学欲验证硫燃烧产物的性质,请你帮助他选择合适的试剂,并说明原因。
A.新制的氯水 | B.品红溶液 | C.滴有酚酞的NaOH稀溶液 | D.H2S气体 |
性质 | 试剂 | 化学方程式 |
漂白性 | | |
氧化性 | | |
还原性 | | |
酸性氧化物 | | |