Question

Ⅰ.某实验A小组设计生产亚氯酸钠（NaClO₂）的主要流程如图，

已知NaClO₂是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染工业。它在碱性环境中稳定存在。

（1）双氧水的电子式为            ，装置Ⅰ中发生反应的还原剂是　　　　　（填化学式）。

（2）A的化学式是　　  　，装置Ⅲ电解池中A在　　　极区产生，若装置Ⅲ中生成气体a为 11.2 L(标准状况)，则理论上通过电解池的电量为　　　              （已知法拉第常数F=9.65×l 0⁴C· mol^-1)。

（3）装置Ⅱ中反应的离子方程式是　　　　　                         　　　 。

Ⅱ．某实验B小组测定金属锡合金样品的纯度（仅含少量锌和铜，组成均匀），将样品溶于足量盐酸: Sn+ 2HCl=SnCl₂+H₂↑，过滤，洗涤。将滤液和洗涤液合并再加过量的FeCl₃溶液。最后可用一定浓度的K₂Cr₂O₇酸性溶液滴定生成的Fe²⁺，此时还原产物为Cr³⁺。现有锡合金试样1.23g，经上述反应、操作后，共用去0.200mol/L的K₂Cr₂O₇的酸性溶液15.00mL。

（4） 列式计算样品中锡的质量分数。

（5）用上述样品模拟工业上电解精炼锡，如图：

b极发生电极反应式       ，当得到11.90g纯锡时，电解质溶液质量减轻0.54g，则锡合金质量减少_______ g（结果保留一位小数）。

Answer

（1） Na2SO3

（2）H2SO4 阳 1.93×l 05C （3）2ClO2 + H2O2 + 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O

（4）87.1%

由关系式6Fe2+ ~ 3Sn2+ ~ Cr2O72– 得出n(Sn)=0.009 mol

∴ Ｗ%＝

（5）Sn -2e-=Sn2+ Zn-2e-=Zn2+ 12.3g

【解析】

试题分析：（1）在双氧水分子中每个O原子与一个H原子形成共用电子对，再与另一个O原子形成共用电子对。所以它的电子式为。在装置Ⅰ中发生反应NaClO3把Na2SO3氧化为Na2SO4，它本身被还原为ClO2.所以还原剂是Na2SO3。（2）在装置Ⅱ中中发生反应：ClO2+H2O2+NaOH=NaClO2+H2O+O2↑．Na2SO4溶液在装置Ⅲ电解池发生氧化还原反应：溶液中的阳离子的氧化性：H+>Na+,所以在阴极发生反应：2H++2e-=H2↑．由于破坏了附近的水的电离平衡，最终导致该区域的溶液显碱性，分离出NaOH溶液。溶液中的阴离子的还原性：OH->SO42-,所以在阳极发生反应为：4OH—+4e-=O2↑+2H2O。消耗了水电离产生的OH-，破坏了水的电离平衡，水继续电离。最终导致该区域的溶液显酸性。因此该阳极区产生的是氧气产物A为硫酸。化学式是H2SO4。n(O2)= 11.2L÷ 22.4L/mol =0.5mol.则n(e-)=4×0.5mol=2mol．则理论上通过电解池的电量为2mol×9.65×l 04C/ mol= 1.93×l 05C．（3）装置Ⅱ中反应的化学方程式为ClO2+ H2O2+NaOH=NaClO2+H2O+O2↑的离子方程式是2ClO2 + H2O2 + 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O。（4）在反应过程中发生的反应为Sn2++ 2Fe3+= Sn4++ 2Fe2+, 6Fe2++Cr2O72- +14H+= 6Fe3++2Cr3++ 7H2O 。由方程式得关系式为：6Fe2+ ~ 3Sn2+ ~ Cr2O72–。n(Cr2O72-)= 0.200mol/L× 0.01500L=0.003mol.,所以n(Sn)=0.009 mol.m(Sn)= 0.009 mol×119g/mol=1.071g.所以样品中锡的质量分数Ｗ%＝。（5）电解精炼Sn时，用粗Sn作阳极，精Sn作阴极。含Sn2+离子的溶液作电解质溶液。所以b极为阳极。阳极电极反应式Sn -2e-=Sn2+；Zn-2e-=Zn2+。阴极电极反应式为：Sn2++2e-=Sn。即相当于一部分的Sn是Zn发生置换反应Zn+Sn2+=Zn2++Sn。阳极每有65gZn反应，阴极生成Sn119g,溶液减轻54g.现在溶液减轻0.54g,则发生反应的Zn为0.01mol，其质量为0.65g,由该Zn置换出来的Sn为0.01mol。其质量为1.19g．所以参加反应的锡质量为11.90-1.19= 10.71g,因为Sn的含量为87.1%，所以Sn合金的质量为10.71g÷87.1%=12.3g.

考点：考查电子式、离子方程式、氧化剂、还原剂的判断、电解原理及物质纯度的计算的知识。