题目内容
亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业．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）双氧水的电子式为 ；Ⅰ中发生反应的还原剂是 （填化学式）．
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是 ．
（3）ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备．
①写出该反应的化学方程式： ；
②研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运用氧化还原反应规律分析，其原因是 ．
（4）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl．取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量 （填“相同”、“不相同”或“无法判断”）
（1）双氧水的电子式为
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是
（3）ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备．
①写出该反应的化学方程式：
②研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运用氧化还原反应规律分析，其原因是
（4）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl．取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：由流程图可知反应Ⅰ反应物为NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，产生C1O2、Na2SO4溶液，反应离子方程式为2H++SO32-+2ClO3-=2C1O2+SO42-+H2O，Ⅲ是离子隔膜电解池，从反应Ⅰ知该电解有酸生成、从Ⅲ知有碱生成，有两种气体生成，所以Ⅲ为电解硫酸钠本质是电解水，A为硫酸，a为氧气，b为氢气，C1O2与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气，
（1）双氧水为共价化合物，分子中存在两个氧氢键和一个O-O键，Ⅰ中亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠；
（2）根据ClO2与NaClO2的化合价及气体a为氧气，可以写出离子方程式；
（3）①亚氯酸钠和稀盐酸反应生成ClO2、NaCl和水；
②根据题干信息“研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大”结合①方程式进行分析解答；
（4）已变质和未变质的NaClO2与Fe2+反应都生成Cl-，根据转移电子守恒判断．
（1）双氧水为共价化合物，分子中存在两个氧氢键和一个O-O键，Ⅰ中亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠；
（2）根据ClO2与NaClO2的化合价及气体a为氧气，可以写出离子方程式；
（3）①亚氯酸钠和稀盐酸反应生成ClO2、NaCl和水；
②根据题干信息“研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大”结合①方程式进行分析解答；
（4）已变质和未变质的NaClO2与Fe2+反应都生成Cl-，根据转移电子守恒判断．
解答：
解：由流程图可知反应Ⅰ反应物为NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，产生C1O2、Na2SO4溶液，反应离子方程式为2H++SO32-+2ClO3-=2C1O2+SO42-+H2O，Ⅲ是离子隔膜电解池，从反应Ⅰ知该电解有酸生成、从Ⅲ知有碱生成，有两种气体生成，所以Ⅲ为电解硫酸钠本质是电解水，A为硫酸，a为氧气，b为氢气，C1O2与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气，
（1）双氧水是共价化合物，其电子式为
，由流程图可知反应Ⅰ，反应物为NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，产生C1O2、Na2SO4溶液，反应离子方程式为2H++SO32-+2ClO3-=2C1O2+SO42-+H2O，所以Na2SO3具有还原性是还原剂，将ClO3-还原为C1O2，
故答案为：；Na2SO3；
（2））Ⅱ中反应根据流程信息可知，生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，H2O2是还原剂，发生氧化反应，根据电子转移守恒可知4n（ClO2）=n（HCl），所以反应方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2↑，离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O，
故答案为：2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O；
（3）①亚氯酸钠和稀盐酸反应生成ClO2、NaCl和水，化学方程式为5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O，故答案为：5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O；
②5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O反应中，ClO2-具有氧化性，ClO2-的氧化性随溶液的酸性和浓度的增大而增强，因此Cl-被氧化得到Cl2，离子方程式为ClO2-+3Cl-+4H+=2Cl2+2H2O，根据研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，
故答案为：ClO2-的氧化性或Cl-的还原性随溶液的酸性和浓度的增大而增强，因此Cl-被氧化得到Cl2；
（4）Fe2+与变质前后的NaClO2反应，最后的还原产物都是NaCl，根据电子守恒消耗的Fe2+物质的量应相同，故答案为：相同．
（1）双氧水是共价化合物，其电子式为
，由流程图可知反应Ⅰ，反应物为NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，产生C1O2、Na2SO4溶液，反应离子方程式为2H++SO32-+2ClO3-=2C1O2+SO42-+H2O，所以Na2SO3具有还原性是还原剂，将ClO3-还原为C1O2，故答案为：
；Na2SO3；（2））Ⅱ中反应根据流程信息可知，生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，H2O2是还原剂，发生氧化反应，根据电子转移守恒可知4n（ClO2）=n（HCl），所以反应方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2↑，离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O，
故答案为：2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O；
（3）①亚氯酸钠和稀盐酸反应生成ClO2、NaCl和水，化学方程式为5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O，故答案为：5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O；
②5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O反应中，ClO2-具有氧化性，ClO2-的氧化性随溶液的酸性和浓度的增大而增强，因此Cl-被氧化得到Cl2，离子方程式为ClO2-+3Cl-+4H+=2Cl2+2H2O，根据研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，
故答案为：ClO2-的氧化性或Cl-的还原性随溶液的酸性和浓度的增大而增强，因此Cl-被氧化得到Cl2；
（4）Fe2+与变质前后的NaClO2反应，最后的还原产物都是NaCl，根据电子守恒消耗的Fe2+物质的量应相同，故答案为：相同．
点评：本题考查生产NaClO2的制备实验的工业设计，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，把握物质的性质熟练运用氧化还原反应为解答该题的关键，题目难度中等．
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