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17.亚硫酸钠(Na2SO3)、漂白液(NaClO)和明矾[KAl(SO4)2•12H2O]都是重要的化工产品,在日常生活和工业生产中都有广泛用途,且三者都可用在造纸业的不同生产工序中.
(1)NaClO做消毒液是它能与水反应产生一种强氧化性物质,写出NaClO的电子式.在工业上,用氯化钠为原料,在碱性溶液中,通过电解的方法可制得NaClO,用离子方程式表示制取NaClO的电解总反应:Cl-+H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ClO-+H2↑.将等浓度等体积的NaClO与Na2SO3溶液混合后,两者恰好完全反应,写出混合过程的离子反应方程式ClO-+SO32-=Cl-+SO42-.
(2)将饱和NaClO和KAl(SO4)2溶液混合,置于一只带单孔橡皮塞的大试管中,产生大量的白色胶状沉淀.此时反应的离子方程为3ClO-+Al3++3H2O=3HClO+Al(OH)3↓.再将大试管置于阳光下照射,不久试管液面上方有浅黄绿色气体产生,将气体通入NaOH溶液充分吸收后,还能收集到一种无色无味的气体.写出在阳光照射下,混合液中反应的化学方程式4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H2O+2Cl2↑+O2↑.若将KAl(SO4)2溶液换成硫酸亚铁铵 (NH4)2SO4•FeSO4溶液后,再与NaClO溶液混合,观察到大试管中有红褐色沉淀产生,同时溶液里现黄色,但没有气体生成.此时试管中发生反应的离子方程式为3ClO-+6Fe2++3H2O=2Fe(OH)3↓+4Fe3++3Cl-.
(3)取一定体积KAl(SO4)2溶液于试管中,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液,直至产生沉淀的质量最大,写出此时的离子反应方程式Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O.

分析 (1)NaClO为离子化合物,具有强氧化性;用氯化钠为原料,在碱性溶液中,通过电解的方法可制得NaClO,阳极生成NaClO,阴极生成氢气;等浓度等体积的NaClO与Na2SO3溶液混合后,两者恰好完全反应生成硫酸钠和氯化钠;
(2)烧瓶中加入饱和KAl(SO4)2溶液,次氯酸根离子水解显碱性,铝离子水解显酸性,混合后水解相互促进,产生大量的白色胶状沉淀和次氯酸;
次氯酸分解生成氯气、氧气和水的反应;亚铁离子具有还原性,次氯酸根离子具有氧化性,在溶液中发生氧化还原反应;
(3)取一定体积KAl(SO4)2溶液于试管中,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液,直至产生沉淀的质量最大,此时生成硫酸钡和偏铝酸钾.

解答 解:(1)NaClO为离子化合物,电子式为,用氯化钠为原料,在碱性溶液中,通过电解的方法可制得NaClO,阳极生成NaClO,阴极生成氢气,反应的离子方程式为:Cl-+H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ClO-+H2↑;ClO-有氧化性,能够氧化SO32-,反应的离子方程式为ClO-+SO32-=Cl-+SO42-,
故答案为:;Cl-+H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ClO-+H2↑;ClO-+SO32-=Cl-+SO42-;
(2)次氯酸根离子水解显碱性,铝离子水解显酸性,混合后水解相互促进,产生大量的白色胶状沉淀和次氯酸,反应的离子方程式为:3ClO-+Al3++3H2O=3HClO+Al(OH)3↓;将烧瓶中的混合液在阳光照射下,不久烧瓶中有黄绿色气体产生为氯气,充分反应后集气瓶中收集到一种无色无味的气体为氧气.依据氧化还原反应电子守恒写出化学方程式配平得到:4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H2O+2Cl2↑+O2↑;若将分液漏斗中的KAl(SO4)2溶液换成硫酸亚铁铵(一种复盐:(NH4)2SO4•FeSO4)溶液,其他不变.打开分液漏斗活塞向烧瓶中滴入足量的硫酸亚铁铵溶液.观察到烧瓶中有红褐色沉淀产生,但是没有观察到黄绿色气体产生,亚铁离子具有还原性,次氯酸根离子教育氧化性在溶液中发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:3ClO-+6Fe2++3H2O=2Fe(OH)3↓+4Fe3++3Cl-,
故答案为:3ClO-+Al3++3H2O=3HClO+Al(OH)3↓;4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H2O+2Cl2↑+O2↑;3ClO-+6Fe2++3H2O=2Fe(OH)3↓+4Fe3++3Cl-;
(3)假设SO42-的物质的量为2mol,则明矾溶液中含有2mol SO42-,1molAl3+,向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至铝离子完全沉淀时生成1mol氢氧化铝,1.5mol硫酸钡,质量为1mol×78g/mol+1.5mol×233g/mol=427.5g,
SO42-刚好沉淀完全时,需要2molBa(OH)2,即加入的Ba2+为2mol,OH-为4mol,生成2molBaSO4,1molAl3+与4molOH-反应生成1molAlO2-,沉淀的质量为2mol×233g/mol=466g,则全完生成硫酸钡时沉淀质量最大,反应的离子方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O,
故答案为:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O.

点评 本题考查较为综合,涉及电解、离子方程式的书写以及计算等问题,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,注意把握与量有关的离子方程式的书写,难度中等.

练习册系列答案
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2.研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究.填写下列空白.
【方案一】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量.
实验中发生反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品,溶于V mL 2.0mol/L NaOH溶液中,充分反应.则NaOH溶液的体积V≥97mL
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体.该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
【方案二】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约20℃,1.01×105Pa)的体积.
(1)同学们拟选用下列实验装置图1完成实验:
①你认为最简易的装置其连接顺序是:A接E接D接G(填接口字母,可不填满.)
②实验结束时,在读取测量实验中生成氢气的体积时,你认为合理的是ACD
A.待实验装置冷却后再读数
B.上下移动量筒F,使其中液面与广口瓶中液面相平
C.上下移动量筒G,使其中液面与广口瓶中液面相平
D.视线与凹液面最低点水平,读取量筒中水的体积
(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小.于是他们设计了图2所示的实验装置.
①装置中导管a的作用有:使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下和滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL.则产生氢气的体积为V1-V2 mL

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