题目内容

12．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）Ⅰ中发生反应的还原剂是Na2SO3（填化学式）．
（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，气体b的化学式是H2，装置Ⅲ中发生反应的化学方程式是2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．
（4）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：5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O．
①该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：4．
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．

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++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O；
（1）同一化学反应中，失电子化合价降低的反应物是还原剂；
（2）碱性条件下，ClO2、H2O2发生氧化还原反应生成氧气、ClO2-和水；
（3）通过以上分析知，Ⅲ中电解水，由离子隔膜分离出A是硫酸，硫酸在阳极附近生成，阴极上生成氢气；
（4）5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O中，5molNaClO2中1mol作氧化剂、4mol作还原剂；该反应中酸性、浓度影响离子的性质．

解答 解：（1）I中反应方程式为2ClO3-+2H++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O，S元素的化合价升高，还原剂是Na2SO3，故答案为：Na2SO3；
（2）Ⅱ中为碱性条件下，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H2SO4，Ⅲ中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，装置Ⅲ中发生反应的化学方程式是2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑，
故答案为：H2SO4；H2；2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑；
（4）①5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O中，5molNaClO2中1mol作氧化剂、4mol作还原剂，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：4，故答案为：1：4；
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，
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．

点评 本题考查物质的制备实验方案，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，注意常见物质的性质及离子方程式的书写，侧重分析与实验能力的考查，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案
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