Question

13．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．某同学查阅资料后设计生产NaClO₂的主要流程如下．

（1）Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是Na₂SO₃、H₂O（填化学式）．
（2）A的化学式是H₂SO₄．
（3）ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：5NaClO₂+4HCl=5NaCl+4ClO₂↑+2H₂O．该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：4．
（4）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl．取等质量变质前后的NaClO₂试样均配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量相同，从C（填序号）的角度解释其原因．
A．质量守恒  B．电荷守恒  C．电子守恒  D．元素守恒．

Answer 1

分析 （1）根据反应Ⅰ、Ⅲ中发生的反应进行解答，还原剂是指有元素化合价的物质；
（2）根据（1）的解答可知A为硫酸；
（3）根据在反应物中，化合价降低的物质是氧化剂，化合价升高的物质是还原剂来分析解答；
（4）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl，方程式为3NaClO₂=2NaClO₃+NaCl，NaClO₂试样与足量FeSO₄溶液反应3ClO₂^-+12Fe²⁺+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+3Cl^-+8Fe³⁺，运用氧化还原反应理论电子转移判断解答．

解答 解：（1）由流程图可知反应Ⅰ，反应物为NaClO₃、Na₂SO₃、加入A溶液，产生C1O₂、Na₂SO₄溶液，反应离子方程式为2H⁺+SO₃^2-+2ClO₃^-=2C1O₂+SO₄^2-+H₂O，所以Na₂SO₃具有还原性是还原剂，将ClO₃^-还原为C1O₂；Ⅲ是离子隔膜电解池，从反应Ⅰ知该电解有酸生成、从Ⅲ知有碱生成，有两种气体生成，所以Ⅲ为电解硫酸钠本质是电解水，阴极2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，所以A为硫酸，为阳极放出氧气，水既是氧化剂，又是还原剂，
故答案为：Na₂SO₃；H₂O；
（2）Ⅲ为电解硫酸钠本质是电解水，阴极2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，所以A为硫酸，
故答案为：H₂SO₄；
（3）5NaClO₂+4HCl=5NaCl+4ClO₂↑+2H₂O反应中，4NaClO₂→4ClO₂，+3价的氯元素化合价升高到+4价，所以NaClO₂是还原剂；1NaClO₂→1NaCl，+3价的氯元素的化合价降低到-1价，所以部分NaClO₂作氧化剂；所以该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：4，
故答案为：1：4；
（4）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl，Cl元素从+3价变为+5价和-1价，反应为3NaClO₂=2NaClO₃+NaCl，NaClO₂试样与足量FeSO₄溶液反应3ClO₂^-+12Fe²⁺+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+3Cl^-+8Fe³⁺，最终得到Cl元素由+3价变为-1价，所以NaClO₂变质前后分别与Fe²⁺反应时，最终消耗Fe²⁺的物质的量相同，均得到等量NaCl，Cl元素均由+3价变为-1价，根据电子守恒，两个过程中得到的电子的物质的量相同，
故选C．

点评 本题考查生产NaClO₂的制备实验的工业设计，把握物质的性质熟练运用氧化还原反应为解答该题的关键，题目难度中等．