Question

5．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌．以下是制    取亚氯酸钠的工艺流程：

已知：ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在，且只能保持在浓度较低状态下以防止爆炸性分解，需现合成现用．
（1）在无隔膜电解槽中持续电解一段时间后，生成氢气和NaClO₃，请写出阳极的电极反应方程式：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O．
（2）反应生成ClO₂气体需要X酸酸化，X酸可以为A．
A．稀硫酸          B．盐酸           C．硝酸       D．H₂C₂O₄溶液
（3）ClO₂吸收塔内的温度不能过高，其原因为：温度过高H₂O₂将分解
（4）ClO₂对污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明显的去除效果．某工厂污水中含CN^-amg/L，现用ClO₂和CN^-氧化，生成了两种无毒无害的气体，其离子反应方程式为2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；处理100m³这种污水，反应过程转移的电子数为$\frac{250a}{13}{N}_{A}$．

Answer 1

分析 （1）根据电解池中阳极失去电子结合产物书写；
（2）由于ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在，所以只能在酸性环境中存在．由于在酸性条件下，氯酸钠容易和盐酸、硝酸、草酸发生氧化还原反应，所以X应该是硫酸；
（3）H₂O₂不稳定，温度过高，H₂O₂容易分解，吸收塔的温度不能过高，其目的是防止H₂O₂分解；
（4）根据ClO₂将CN^-氧化，生成了两种无毒无害的气体即二氧化碳和氮气来书写方程式并计算．

解答 解：（1）电解池中阳极失去电子，所以溶液中的氯离子在阳极失去电子，生成氢气和NaClO₃，因此反应的电极反应式是Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O；
故答案为：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O；
（2）由于ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在，所以只能在酸性环境中存在，由于在酸性条件下，氯酸钠容易和盐酸、硝酸、草酸发生氧化还原反应，所以X应该是硫酸；
故答案为：A；
（3）H₂O₂不稳定，温度过高，H₂O₂容易分解，吸收塔的温度不能过高，其目的是防止H₂O₂分解；
故答案为：温度过高H₂O₂将分解；
（4）ClO₂将CN^-氧化，生成了两种无毒无害的气体即二氧化碳和氮气，所以离子方程式为：2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；该反应2molCN^-转移10mol电子，根据方程式1molCN^-离子消耗1mol二氧化氯，所以处理100m³这种污水，含有的CN^-为$\frac{100×1{0}^{3}mL×a×{10}^{-3}mg/L}{26g/mol}$=$\frac{100a}{26}$mol，则转移电子数：$\frac{100a}{26}×\frac{10}{2}{N}_{A}$=$\frac{250a}{13}{N}_{A}$；
故答案为：2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；$\frac{250a}{13}{N}_{A}$．

点评 本题考查物质的制备实验，为高考常见题型，把握制备流程及发生的反应为解答的关键，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意氧化还原反应、电解原理的应用，题目难度不大．