Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業。它在堿性環境中穩定存在。某同學查閱資料后設計生產NaClO2的主要流程如下。

（1）雙氧水的結構式為：___________；Ⅰ中發生反應的還原劑是_____（填化學式）。

（2）Ⅱ中反應的離子方程式是_______________________________。

（3）A的化學式是________，裝置Ⅲ中A在________極區產生。

（4）ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。

①寫出該反應的化學方程式_______。

②研究表明：若反應開始時鹽酸濃度較大，則氣體產物中有Cl2，用離子方程式解釋產生Cl2的原因_______________________________。

（5）NaClO2變質可分解為NaClO3和NaCl。取等質量變質前后的NaClO2試樣均配成溶液，分別與足量FeSO4溶液反應時，消耗Fe2+的物質的量_______(填相同、不相同或無法判斷)

Answer 1

【答案】H—O—O—H Na2SO3 2ClO2 + H2O2+ 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O H2SO4 陽 5NaClO2+ 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O ClO2－+ 3Cl－+ 4H+= 2Cl2+ 2H2O 相同

　　

【解析】

由題意可知，在電解池中陽極室生成氧氣和硫酸，陰極室生成氫氣和氫氧化鈉；氯酸鈉和亞硫酸鈉在酸性條件下發生氧化還原反應生成二氧化氯氣體；二氧化氯與雙氧水反應生成亞氯酸鈉和氧氣。

⑴H2O2中兩個氧原子間形成一個共用電子對，結構式為：H—O—O—H，反應I：2ClO3―＋SO32―＋2H＋=2ClO2↑＋SO42―＋H2O，其中SO32―中S由+4價變成+6價，作還原劑。答案為：H—O—O—H；Na2SO3；

⑵從圖中讀出反應物為ClO2和H2O2,堿性條件，產物為NaClO2，ClO2作氧化劑，H2O2中氧由―1價變成―2，2ClO2 + H2O2+ 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O，故答案：2ClO2 + H2O2+ 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O；

⑶Ⅲ陽極：2H2O - 4e―=4H＋＋O2↑,a為O2,陰極：4H2O＋4e―=4OH―＋2H2↑，b為H2， A的化學式是H2SO4, 裝置Ⅲ中A在陽極區產生，答案：H2SO4、陽；

⑷Cl―濃度大時，還原性增強，被生成的ClO2氧化，5NaClO2+ 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O、ClO2－+ 3Cl－+ 4H+= 2Cl2+ 2H2O。答案為：5NaClO2+ 4HCl =5NaCl+ 4ClO2↑+ 2H2O、ClO2－+ 3Cl－+ 4H+= 2Cl2+ 2H2O；

⑸ClO2―、ClO3―與Fe2＋反應最終變成Cl―，變質前后轉移的電子數相同，反以消耗Fe2+的物質的量相同。答案：相同。