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）双氧水的结构式为____________；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）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。

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较大，则气体产物中有Cl2。用离子方程式解释产生Cl2 的原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量NaClO2，其中一份给以适当条件使之变质，另一份严格保存，均配成溶液，并分别与足量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”）。

 

Answer 1

（1）H—O—O—H　Na2SO3

（2）2ClO2 ＋H2O2＋2OH－=2ClO2-＋O2↑＋2H2O

（3）H2SO4　阳

（4）5NaClO2＋4HCl=5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O ClO2-＋3Cl－＋4H＋=2Cl2↑＋2H2O

（5）相同

【解析】（1）NaClO3中Cl原子化合价为＋5价，具有很强的氧化性，而SO32-在酸性条件下具有较强的还原性，故Ⅰ中发生反应的氧化剂是NaClO3，还原剂是Na2SO3；（2）电解Na2SO4溶液相当于电解水，由气体a、b是Na2SO4溶液的电解产物可知为H2和O2，由气体a为反应Ⅱ的产物之一可知其为O2，为H2O2被ClO2氧化得到的产物，故反应Ⅱ的反应物为ClO2、H2O2和NaOH，生成物有NaClO2和O2，根据电子守恒和原子守恒配平即可；（3）电解Na2SO4溶液时OH－在阴极生成，故Na＋通过离子隔膜向阴极移动得到产物NaOH溶液，而阳极生成H＋，SO42-向阳极移动得到产物A（即H2SO4溶液）；（4）①由题意可知反应物为NaClO2和HCl，其中NaClO2中Cl元素的化合价为＋3价，既可升高也可降低，故反应为NaClO2自身的氧化还原反应，根据电子守恒可知氧化产物ClO2和还原产物Cl－的物质的量之比为4∶1，根据原子守恒将方程式配平即可；②若产物为Cl2则ClO2-和HCl发生了归中反应，根据电子守恒可知反应的ClO2-和HCl的物质的量之比为3∶1，根据原子守恒将方程式配平即可；（5）变质过程为NaClO2自身的氧化还原反应，无论变质与否，与Fe2＋反应时氯元素最终都转化为Cl－，故转移电子数相等。