Question

【题目】氯酸钠是一种基础化工原料。

（1）已知：Cl2(g)＋2OH－(aq)＝ClO－(aq)＋Cl－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－186 kJ·mol－1，3ClO－(aq)＝ClO3— (aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－113 kJ·mol－1，则：3Cl2(g)＋6OH－(aq)＝ClO3—(aq)＋5Cl－(aq)＋3H2O(l)ΔH＝____kJ·mol－1，该反应中生成1molClO3—，转移电子数为____。

（2）工业上采用无隔膜电解饱和食盐水可制备氯酸钠。该工艺过程中，生成氯酸钠的相关反应为：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，2HClO＋ClO－＝ClO＋2H＋＋2Cl－。已知：溶液中，Cl2、HClO、ClO－的物种分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系如下图。

①电解过程中，为按化学计量数比反应，需控制电解液的pH约为___（填序号）。

A．5 B．6.8 C．7.2D．7.5

②若电解液碱度过大，阳极会有较多的O2放出，电极反应方程式为____。已知：Cr2O72—＋H2O2CrO42—＋2H＋，电解时向食盐水中加入的重铬酸钠（Na2Cr2O7）可以防止电解液碱度过大，其原理是____。

③若电解液pH<5时，溶液中HClO浓度会随pH减小迅速降低，其原因是____（用离子方程式表示）。

（3）电解时须对电解槽进行冷却处理以防止电解液温度过高的原因是____。

（4）氯酸钠与硫酸酸化的双氧水溶液反应常用于制备饮用水消毒剂ClO2(g)，该反应的化学方程式为____。

Answer 1

【答案】－671 5NA B 4OH－－4e－=O2↑＋2H2O 当碱度过大时，平衡Cr2O72—＋H2O2CrO42—＋2H＋向右移动，抑制碱度增大 HClO＋H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O 温度过高，HClO分解速率加快，也不利于氯气的溶解 2NaClO3＋H2O2＋H2SO4=2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O

【解析】

根据盖斯定律求出第三个方程式的焓变，根据化合价升降得出转移电子数目；

根据生成的氯酸根的方程式中次氯酸和次氯酸根的比例得出pH值，

利用重铬酸根的平衡移动原理分析怎样防止氢氧根过量，

酸性过大，次氯酸会很快减少，主要是它们要发生反应生成氯气，

温度过高，会导致次氯酸分解。

氯酸钠是一种基础化工原料。

⑴已知：Cl2(g)＋2OH－(aq)＝ClO－(aq)＋Cl－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－186 kJ·mol－1，

3ClO－(aq)＝ClO3－ (aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－113 kJ·mol－1，

将第一个方程乘以3再加上第二个方程得到

3Cl2(g)＋6OH－(aq)＝ClO3－(aq)＋5Cl－(aq)＋3H2O(l) ΔH＝－671 kJ·mol－1，根据反应方程式知6个氯原子，其中1个氯原子升高5价，另外5个氯原子降低，每个氯原子降低1价，因此该反应中生成1molClO3－，转移电子数为5NA，

故答案为：－671；5NA；

⑵①电解过程中，为按化学计量数比反应，即2HClO＋ClO－＝ClO＋2H＋＋2Cl－反应，次氯酸根和次氯酸的比为1:2，则次氯酸占67%，因此根据图中信息应该控制电解液的pH约为6.8，

故答案为：B；

②若电解液碱度过大，阳极会有较多的O2放出，电极反应方程式为4OH－－4e－= O2↑＋2H2O，已知：电解时向食盐水中加入的重铬酸钠（Na2Cr2O7），当氢氧根过大时，会消耗平衡Cr2O72－＋H2O2CrO42－＋2H＋中的氢离子，致使平衡正向移动，有效降低了氢氧根过大，

故答案为：4OH－－4e－= O2↑＋2H2O；当碱度过大时，平衡Cr2O72－＋H2O2CrO42－＋2H＋向右移动，抑制碱度增大

③若电解液pH<5时，溶液中HClO浓度会随pH减小迅速降低，其原因是次氯酸和氯离子、氢离子三者反应生成氯气和水，其离子方程式为HClO＋H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O，

故答案为：HClO＋H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O；

⑶电解时须对电解槽进行冷却处理以防止电解液温度过高，次氯酸在温度较高条件下要分解，而且温度高不利于氯气的溶解，因此温度不能过高的原因是温度过高，HClO分解速率加快，也不利于氯气的溶解，

故答案为：温度过高，HClO分解速率加快，也不利于氯气的溶解；

⑷氯酸钠与硫酸酸化的双氧水溶液反应常用于制备饮用水消毒剂ClO2(g)，氯酸钠中氯的化合价降低生成消毒剂，双氧水中氧的化合价升高变为氧气，因此该反应的化学方程式为2NaClO3＋H2O2＋H2SO4=2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O，

故答案为：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4=2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O。