Question

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            

Answer 1

（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SO₄^2－ （3分）
（4）a（2分）
（5）1.07×10¹⁰mol·L^－1 （3分）
（6）c(H^＋)＞c(SO₄^2－)＞c(Cu^2＋)＞c(OH^－) （3分）

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SO₄^2－  
（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(SO₄^2－)＞c(Cu^2＋)＞c(OH^－)。