Question

(15分)亚氯酸钠(NaClO₂)是一种强氧化性漂白剂，常用于水的消毒杀菌和织物的漂白。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）反应I中的Na₂SO₃长期存放通常含有Na₂SO₄杂质，可用滴定法测定Na₂SO₃的纯度，向Na₂SO₃溶液中滴加酸性KMnO₄溶液，酸性KMnO₄溶液应使用_________滴定管，滴定前，若该滴定管尖嘴处有气泡存在，赶除气泡的操作方法为____________________。

（2）Ⅱ中反应的离子方程式是_____________________________________________。

（3）A的化学式是________________，装置Ⅲ中b在极区产生______________________。

（4）已知ClO₂对污水中CN^－等有明显的去除效果，某工厂污水中含CN^－amg/L，现用ClO₂将CN^－氧化生成两种无毒的气体，自身被还原为Cl^－；该反应离子方程式为_____________；处理100m³这种污水，至少需要ClO₂的质量为_______g(保留到小数点后一位)。

（5）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	1×10^-2	6.3×10^-4	4.9×10^-10	K1=9.1×10^-8 K2=1.1×10^-12

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__________；体积相等、物质的量浓度相同的NaClO₂、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”)。

Answer

（1）酸式（1分），将酸式滴定管稍稍倾斜，迅速打开活塞，使气泡随溶液的流出而被排出（2分）；

（2）2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O（2分）；

（3）H2SO4（1分），阴极（1分）；

（4）2ClO2+2CN-=N2+2CO2+2Cl-（2分），259.6a（2分）；

（5）Na2S>NaCN>NaF>NaClO2（2分），前者大（2分）。

【解析】

试题分析：（1）酸性KMnO4溶液有强的氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，所以应使用酸式滴定管；滴定前，若该滴定管尖嘴处有气泡存在，赶除气泡的操作方法为将酸式滴定管稍稍倾斜，迅速打开活塞，使气泡随溶液的流出而被排出；（2）Ⅱ中ClO2和H2O2在碱性条件下发生氧化还原反应，产NaClO2；反应的离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O。（3）电解Na2SO4溶液，由于阳离子的放能力：H+>Na+，所以在阴极H+得到电子变为H2逸出，附近的水溶液显碱性，气体b是H2；溶液中的阴离子的放电能力：OH->SO42-，所以在阳极OH-失去电子变为O2逸出，附近的水溶液显酸性，a是O2，A是H2SO4。（4）已知ClO2对污水中CN－等有明显的去除效果，某工厂污水中含CN－amg/L，现用ClO2将CN－氧化生成两种无毒的气体，自身被还原为Cl－；根据电子守恒、电荷守恒，可得该反应离子方程式为2ClO2+2CN-=N2+2CO2+2Cl-；处理100m3这种污水，其中含有CN-的物质的量是n(CN-)=( amg/L×1×105L×10-3g/mg)÷26g/mol=（100a/26）mol，则根据方程式中两种物质之间的关系可知至少需要ClO2的物质的量是（100a/26）mol，其质量为（100a/26）mol ×67.5g/mol=259.6ag。（5）这几种盐都是强碱弱酸盐，形成盐的酸的酸性越弱，电离平衡常数就越小，盐水解的程度就越大，溶液的碱性就越强。根据表格数据可知酸性：HClO2>HF>H2S > HCN>HS-，所以常温下，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Na2S>NaCN>NaF>NaClO2。体积相等、物质的量浓度相同的NaClO2、NaCN两溶液中，形成盐的酸的酸性越强，溶液中离子浓度就越大。因此所含阴阳离子总数的大小关系为：NaClO2>NaCN，即前者大。

考点：考查仪器选择、驱赶气泡的方法、氧化还原反应的有关离子方程式的书写和计算、盐的水解、离子浓度大小比较的知识。