Question

亚氯酸钠（NaClO₂）常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O ;
②K_sp(FeS)＝6．3×10^-18 ； K_sp(CuS)＝6．3×10^-36 ；K_sp(PbS)＝2．4×10^-28
（1）吸收塔内发生反应的离子方程式为                                      。该工艺流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是强氧化剂，它们都能和浓盐酸反应制取Cl₂。若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl₂，当生成5 mol Cl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为   g。
（2）从滤液中得到NaClO₂·3H₂O晶体的所需操作依次是               （填写序号）。
a蒸馏；b灼烧；c过滤；d冷却结晶；e蒸发
（3）印染工业常用亚氯酸钠（NaClO₂）漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO₂。
下表是 25℃时HClO₂及几种常见弱酸的电离平衡常数：

弱酸	HClO2	HF	HCN	H2S
Ka/mol?L-1	1×10-2	6．3×10-4	4．9×10-10	K1＝9．1×10?8 K2＝1．1×10?12

 
①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为     （用化学式表示）；体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：  （填“前者大”“相等”或“后者大”）。
②Na₂S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺离子，滴加Na₂S溶液后首先析出的沉淀是               ；当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为10^-5mol·L^-1）此时体系中的S^2-的浓度为                。

Answer 1

（1）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO₂^2—+ O₂+ 2H₂O；  71 ；
（2）edc
（3）①Na₂S＞NaCN＞NaF＞NaClO₂； 前者大；  ② CuS； 6．3×10^-13mol/L

试题分析：（1）根据题给化学工艺流程图知，吸收塔内为ClO₂、氢氧化钠和过氧化氢反应生成NaClO₂、氧气和水，离子方程式为2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO₂^2—+ O₂+ 2H₂O；若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl₂，二氧化氯是氧化剂，发生还原反应，浓盐酸是还原剂，发生氧化反应，根据电子守恒可知4n（ClO₂）=n（HCl），还原产物与氧化产物物质的量之比为1：4，故还原反应生成的氯气为1mol，质量为71g；（2）从滤液中得到NaClO₂·3H₂O晶体的所需操作依次蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，答案为edc；（3）①根据题给电离平衡常数可知酸性强弱顺序为：HClO₂＞HF＞HCN＞HS^-，根据盐类水解规律：酸性越弱，对应钠盐中酸根离子水解程度越大，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为Na₂S＞NaCN＞NaF＞NaClO₂；由于酸性：根据二者的水解方程式判断，体积
相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN溶液中阴离子总数相等；由于酸性：HF＞HCN，则碱性：NaCN＞NaF，NaCN溶液中氢氧根浓度大于NaF溶液中氢氧根浓度，NaCN溶液氢离子浓度较小，而两溶液中钠离子浓度相等，则溶液中阳离子总数：NaCN＜NaF；溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：前者大；②根据阴阳离子个数比相同的难溶物，溶度积越小，溶解度越小，滴加硫化钠，相应阳离子最先沉淀，故首先析出沉淀是CuS，Fe²⁺最后沉淀，沉淀完全时该浓度为10^-5mol?L^-1，此时的S^2-的浓度为6．3×10^-18/10^?5=6.3×10^-13mol/L。