Question

9．氯元素可以形成HClO、HClO₂、HClO₃、HClO₄多种含氧酸．
（1）HClO₂中Cl元素的化合价是+3；已知常温下HClO₂的电离常数K_a=1.0×10^-2，则1.0mol•L^-1NaClO₂溶液的pH 约为8．
（2）实验室常用Ba（ClO₃）₂溶液稀硫酸反应制HClO₃溶液，其反应的化学方程式Ba（ClO₃）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HClO₃；将反应后溶液在减压下浓缩可得到30%的HClO₃溶液，选择减压浓缩的可能原因是：防止HClO₃分解．
（3）KClO₃是焰火、照明弹等的主要成分．以NaCl溶液为电解质溶液，用下述装置生产KClO₃：
①a电极的电极名称是阳极；电解过程中产生ClO₃^-的电极反应式为：Cl^-+6OH^--6e^-=ClO₃^-+3H₂O；
②当电路上转移0.6mol 电子时，交换膜右侧电解质溶液质量减少10.8g．
③电解一段时间后，将电解液与KCl溶液混合即可反应析出KClO₃晶体，经过蒸发浓缩、冷却结晶、干燥即可获得KClO₃晶体粗品．

Answer 1

分析 （1）化合物中正负化合价代数和为0，NaClO₂溶液中Kh=$\frac{Kw}{Ka}$；
（2）由反应物、生成物书写化学反应，HClO₃不稳定；
（3）由图可知，OH^-向a移动，则a为阳极，c为电源的正极，阳极氯离子失去电子生成ClO₃^-；结合电子守恒计算溶液质量，结合溶解度差异分离出产品．

解答 解：（1）化合物中正负化合价代数和为0，HClO₂中Cl元素的化合价是0-1-（-2）×2=+3；已知常温下HClO₂的电离常数K_a=1.0×10^-2，NaClO₂溶液中Kh=$\frac{Kw}{Ka}$，则1.0mol•L^-1NaClO₂溶液的c²（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2}}$×1mol/L，c（OH^-）=10^-6mol/L，可知c（H⁺）=10^-8mol/L，pH 约为8，
故答案为：+3；8；
（2）Ba（ClO₃）₂溶液稀硫酸反应制HClO₃溶液，还生成硫酸钡，其反应的化学方程式为Ba（ClO₃）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HClO₃；将反应后溶液在减压下浓缩可得到30%的HClO₃溶液，选择减压浓缩的可能原因是防止HClO₃分解，
故答案为：Ba（ClO₃）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HClO₃；防止HClO₃分解；
（3）①由图可知，OH^-向a移动，则a为阳极；电解过程中产生ClO₃^-的电极反应式为Cl^-+6OH^--6e^-=ClO₃^-+3H₂O，
故答案为：阳极；Cl^-+6OH^--6e^-=ClO₃^-+3H₂O；
②氢氧根离子移向左侧，右侧氢离子放电，则减少的质量为水的质量，当电路上转移0.6mol 电子时，由H₂O～e^-～H⁺，交换膜右侧电解质溶液质量减少0.6mol×18g/mol=10.8g，故答案为：10.8；
③电解一段时间后，将电解液与KCl溶液混合即可反应析出KClO₃晶体，经过蒸发浓缩、冷却结晶、干燥即可获得KClO₃晶体粗品，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶．

点评 本题考查弱电解质的电离常数应用、电解原理制备物质的应用，为高频考点，把握Kw、Ka、Kh的关系及电解原理等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．