Question

某兴趣小组模拟氯碱工业生产原理并探究其产品的性质．已知文献记载：
①氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaClO；氯气与热的氢氧化钠溶液反应可生成NaClO和NaClO₃．②在酸性较弱时KI只能被NaClO氧化，在酸性较强时亦能被NaClO₃氧化．
（1）该小组利用如右图所示装置制取家用消毒液（主要成分为NaClO），a得到了氢气，则a为

阴极

（填“阳极”或“阴极”）．生成NaClO的离子方程式为

Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O

．
（2）该小组将0.784L（标准状况）Cl₂通入50.00mL热的NaOH溶液中，两者恰好完全反应后，稀释到250.0mL．
①取稀释后的溶液25.00mL用醋酸酸化，加入过量KI溶液．用0.2000mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00mL时恰好到达终点．
②将上述滴定后的溶液用盐酸酸化至强酸性，再用上述Na₂S₂O₃溶液滴定到终点，需Na₂S₂O₃溶液30.00mL．
①操作②中氯酸钠与碘化钾反应的离子方程式为

ClO₃^-+6I^-+6H⁺═3I₂+Cl^-+3H₂O

．
②反应后的溶液中次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之比为

1：1

．
③计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度．

Answer 1

分析：（1）电解饱和食盐水，生成了氢气和氯气；a得到了氢气，溶液中产生了氢氧根，发生了还原反应，故A为阴极，生成NaClO的离子方程式是：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）①在酸性较强I^-能被NaClO₃氧化成碘单质，反应方程式是：ClO₃^-+6I^-+6H⁺═3I₂+Cl^-+3H₂O；
②根据反应方程找出关系式ClO^-～2I^-～I₂～2S₂O₃^2-、ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-，然后计算出次氯酸钠和氯酸钠的物质的量；
③根据氯原子守恒，n（Cl）=n（NaOH）计算出氢氧化钠的物质的量，溶液体积是0.05L，带入公式：c（NaOH）=

n(NaOH)

0.05L

，求出氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量浓度．

解答：解：（1）a极生成了氢氧根，溶液中水电离的氢离子得到电子被还原，a为阴极，反应生成NaClO的离子方程式是：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案为：阴极；Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）①酸性较强条件下，ClO₃^-将I^-氧化成I₂，根据化合价升降相等配平，反应的化学方程式是：ClO₃^-+6I^-+6H⁺═3I₂+Cl^-+3H₂O；
故答案为：ClO₃^-+6I^-+6H⁺═3I₂+Cl^-+3H₂O；
②用醋酸酸化，只有次氯酸钠氧化碘化钾，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00mL，根据关系式：ClO^-～2I^-～I₂～2S₂O₃^2-
n（NaClO）=n（I₂）=

1

2

×n（S₂O₃^2-）=

1

2

×0.2000mol/L×0.010L=0.001mol；
用盐酸酸化至强酸性，氯酸钾氧化碘化钠，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL；根据关系式：ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-，
n（NaClO₃）=

1

3

×n（I₂）=

1

6

×n（S₂O₃^2-）=

1

6

×0.2000mol/L×0.03L=0.001mol；
故n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：1；
故答案为：1：1；
③0.784L（标准状况）Cl₂ 的物质的量是：0.784 L÷22.4 L?mol^-1=0.035mol；
根据关系式：Cl₂～2NaOH，
             1     2 
n（NaOH）=2n（Cl₂）=0.035mol×2=0.07mol，
 c（NaOH）=

0.07mol

0.05L

=1.4mol/L，
故答案为：c（NaOH）=1.4mol/L．

点评：本题考查了电极反应、次氯酸钠、氯酸钠的性质，涉及了较多的计算，成分考查了化学计算能力，可以找出关系式进行求解，本题难度中等．