Question

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、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是         、          （填化学式）。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是                         。
（3）A的化学式是             ，装置Ⅲ中A在           极区产生。
（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                。
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                                      。
（5）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量变质前后的NaClO₂试样配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量相同，从电子守恒的角度解释其原因是                    。

Answer 1

（1）Na₂SO₃  H₂O（2分）
（2）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO+ O₂↑+ 2H₂O（2分）
（3）H₂SO₄（2分）  阳 （2分） 
（4）1∶4 （2分）  ClO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  （2分）
（5）NaClO₂变质前后分别与Fe²⁺反应时，最终均得到等量NaCl，Cl元素均由+3价变为－1价，根据电子守恒，两个过程中得到的电子的物质的量相同（2分）

解析试题分析：（1）Ⅰ中发生的反应是亚硫酸钠被氯酸钠氧化，、Ⅲ中发生的反应是电解水，因此在这两个反应中还原剂分别是：Na₂SO₃  H₂O（2分）
（2）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO+ O₂↑+ 2H₂O（2分）
（3）Ⅲ装置中左边氢氧根离子放电，剩余的氢离子跟硫酸根离子结合成硫酸，所以A是：H₂SO₄； 因为是氢氧根离子放电，所以这边是电解池的阳极。
（4）在这个反应中发生的是亚氯酸钠中氯元素的自身氧化还原反应，既作氧化剂，也作还原剂，作氧化剂的亚氯酸钠是化合价降低的，也就是由正三价变成正一价，为一摩尔，作还原剂的亚氯酸钠是化合价升高的，也就是由正三价变成正四价，为四摩尔，所以该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶4 ；ClO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 。
（5）NaClO₂变质前后分别与Fe²⁺反应时，最终均得到等量NaCl，Cl元素均由+3价变为－1价，根据电子守恒，两个过程中得到的电子的物质的量相同（2分）
考点：氧化还原反应的有关知识。