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。

⑴ Ⅰ中发生反应的化学方程式是________________________，氧化剂与还原剂的物质的量之比是____________________；

⑵ Ⅱ中反应的离子方程式是_________________________；

⑶ 装置Ⅲ中阳极的反应是_________________________；

⑷ 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：

5NaClO₂+4HCl=5NaCl+4ClO₂↑+2H₂O

① 该反应中盐酸的作用是__________；② 写出实验室制氯气的离子方程式______________；说明上述两反应中盐酸作用不同的原因___________________________。

Answer

2NaClO3+ Na2SO3+ H2SO4=2Na2SO4 + 2ClO2↑+ H2O2 : 12ClO 2 + H2O2 + 2OH - = 2ClO2- + O2↑+ 2H2O4OH-- 4e-==2H2O + O2↑起酸的作用MnO2+4H+ + 2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O盐酸浓度越大，还原性越强

【解析】(1)由流程图可知反应Ⅰ，反应物为NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，产生C1O2、Na2SO4溶液，反应的化学方程式为2NaClO3+ Na2SO3+ H2SO4=2Na2SO4 + 2C1O2↑+ H2O，所以Na2SO3具有还原性，是还原剂，NaClO3是氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1，故答案为：2NaClO3+ Na2SO3+ H2SO4=2Na2SO4 + 2C1O2↑+ H2O；2:1；

(2)Ⅱ中反应根据流程信息可知，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，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，H2O2是还原剂，发生氧化反应，根据电子转移守恒可知4n(ClO2)=n(HCl)，所以反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O，故答案为：2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O；

(3)Ⅲ为电解硫酸钠本质是电解水，阴极2H++2e-=H2↑，阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O， 故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；

⑷ ①5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O反应中，4NaClO2→4ClO2，+3价的氯元素化合价升高到+4价，所以NaClO2是还原剂；1NaClO2→1NaCl，+3价的氯元素的化合价降低到-1价，所以部分NaClO2作氧化剂，反应中盐酸既不是氧化剂也不是还原剂，只起了酸的作用，故答案为：起酸的作用；

②实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，反应的离子方程式为MnO2+4H+ + 2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O，反应中盐酸是酸和还原剂，上述两反应中盐酸作用不同的原因是盐酸浓度越大，还原性越强，故答案为：MnO2+4H+ + 2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O；盐酸浓度越大，还原性越强。