Question

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

已知：NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂•3H₂O。

（1）吸收塔内发生反应的化学方程式为 ________(配平化学方程式)．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5mol Cl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为________g。

（2）从滤液中得到的NaClO₂•3H₂O晶体的操作依次是________(填写序号)

a．蒸馏；  b．灼烧；  c．过滤；  d．冷却结晶

（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________，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)此时的S^2-的浓度为________。

已知K_sp(FeS)=6．3×10^-10；K_sp(CuS)=6×10^-36；K_sp(PbS)=2．4×10^-28。

Answer

（1）2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；71；（2）dc；

（3）①pH(Na2S)＞pH(NaCN)＞pH(NaF)＞pH(NaClO2)；

前者大；②CuS；6．3×10-13mol/L

【解析】

试题分析：（1）（3）根据流程信息可知，吸收塔内生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，反应方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，HCl是还原剂，发生氧化反应，根据电子转移守恒可知4n(ClO2)=n(HCl)，故n(ClO2)：n(HCl)=1：4，故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5mol×=1mol，通过还原反应制得氯气的质量为1mol×71g/mol=71g，故答案为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；71；

（2）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体，所以操作顺序为dc，故答案为：dc；

（3）①根据电离平衡常数可知酸性强弱顺序为：HClO2＞HF＞HCN＞HS-，酸性越弱，对应钠盐中酸根离子水解程度越大，溶液的PH越大，故物质的量浓度相等各溶液pH关系为：pH(Na2S)＞pH(NaCN)＞pH(NaF)＞pH(NaClO2)，NaF、NaCN两溶液中钠离子浓度相同，由于阴离子都是-1价离子，1mol阴离子水解得到1mol氢氧根离子，阴离子的总浓度不变，两溶液中阴离子总浓度相同，溶液为碱性，pH(NaCN)＞pH(NaF)，故NaCN溶液碱氢离子浓度较小，含有阴阳离子总数较小，即NaF溶液中阴阳离子总数较大，故答案为：pH(Na2S)＞pH(NaCN)＞pH(NaF)＞pH(NaClO2)；前者大；

②物质组成类型相同，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S2-的浓度为mol/L=6.3×10-13mol/L，故答案为：CuS；6.3×10-13mol/L。

【考点定位】考查化学方程式的有关计算；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

【名师点晴】本题以学生比较陌生的亚氯酸钠制备为载体，考查学生阅读题目获取信息的能力、氧化还原反应计算、物质分离提纯、盐类水解、溶度积的有关计算与应用等，是在新情境下综合运用知识解决问题的能力的考查，题目有一定的难度。（1）首先根据题目信息并运用氧化还原反应理论判断反应物、生成物，根据流程信息可知，吸收塔内生成NaClO2，一定有ClO2→NaClO2，Cl元素化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，可以书写并配平方程式；反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，HCl是还原剂，发生氧化反应，根据电子转移计算氧化剂与还原剂的物质的量之比，据此确定还原产物与氧化产物物质的量之比；（3）弱酸的电离平衡常数越大，酸性越强，反之酸性越弱，酸性越弱，对应钠盐中酸根离子水解程度越大，溶液的pH越大。