Question

5．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，写出该强氧化性物质的电子式．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^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-．
（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⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

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SO₃^2-，反应的离子方程式为ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-，
故答案为：；Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑；ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-；
（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SO₄^2-的物质的量为2mol，则明矾溶液中含有2mol SO₄^2-，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，
SO₄^2-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⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al³⁺+2SO₄^2-+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．