Question

16．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种强氧化性漂白剂，常用于水的消毒杀菌和织物的漂白．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）反应I中的Na₂SO₃长期存放通常含有Na₂SO₄杂质，可用滴定法测定Na₂SO₃的纯度，向Na₂SO₃溶液中滴加酸性KMnO₄溶液，判断滴定终点的现象为无色到浅紫红色且半分钟不褪．
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O．
（3）A的化学式是H₂SO₄，装置Ⅲ中b在极区产生阴极．

Answer 1

分析 硫酸钠溶液通入离子隔膜电解池中，ClO₂和双氧水在II中发生氧化还原反应生成NaClO₂和气体a，该反应中Cl元素化合价由+4价变为+3价，则O元素化合价由-1价变为0价，所以生成的气体a是O₂，离子反应方程式为2 ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
III中发生电解，根据图知，生成氢氧化钠，阴极上生成氢气同时阴极附近生成NaOH，所以生成的气体b是H₂；阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以a是O₂，同时生成硫酸，所以A溶液是硫酸；酸性条件下，I中NaClO₂、Na₂SO₃发生氧化还原反应，离子反应方程式为2ClO₃^-+2H⁺+SO₃^2-=2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O，以此解答该题．

解答 解：硫酸钠溶液通入离子隔膜电解池中，ClO₂和双氧水在II中发生氧化还原反应生成NaClO₂和气体a，该反应中Cl元素化合价由+4价变为+3价，则O元素化合价由-1价变为0价，所以生成的气体a是O₂，离子反应方程式为2 ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
III中发生电解，根据图知，生成氢氧化钠，阴极上生成氢气同时阴极附近生成NaOH，所以生成的气体b是H₂；阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以a是O₂，同时生成硫酸，所以A溶液是硫酸；酸性条件下，I中NaClO₂、Na₂SO₃发生氧化还原反应，离子反应方程式为2ClO₃^-+2H⁺+SO₃^2-=2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O；
（1）Na₂SO₃具有还原性，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，滴定终点现象是无色到浅紫红色且半分钟不褪，故答案为：无色到浅紫红色且半分钟不褪；
（2）碱性条件下，ClO₂、H₂O₂发生氧化还原反应生成氧气、ClO₂^-和水，离子方程式为2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O，
故答案为：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O；
（3）通过以上分析知，电解硫酸钠溶液，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，同时生成硫酸，所以A是硫酸，阴极上生成氢气同时阴极附近生成NaOH，
故答案为：H₂SO₄；阴极．

点评 本题考查制备实验方案设计，为高频考点，明确I、II、III中发生的反应及物质的性质是解本题关键，熟悉常见物质的性质，难点是离子方程式的书写．