Question

氯气及许多含氯化合物均具有强氧化性。

(l)亚氯酸钠有多种生产方法，下图是其生产流程之一［图中的离子隔膜分别为只允许阴（阳）离子通过的阴（阳）离子隔膜］。

① I中反应的离子方程式为_______，Ⅱ中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____.

② n是_____（填“阳”或“阴”）离子交换膜，电解池左侧内发生的电极反应为____.

(2)已知常温下碳酸的电离常数为K₁=4.4×10^-7、K₂=4.7×10^-11，次氯酸的电离常数为

K=3.0×10^-8。

① 向氯水中加入（或通入）适量的____后可使溶液中c（HClO）增大。

a. Na₂CO₃固体    b. NaHCO₃ 固体     c.SO₂气体      d. NaOH固体

② pH相同的Na₂CO₃溶液、NaHCO₃溶液、NaClO溶液中，溶质的物质的量浓度由大到小的顺序为______________.

(3)ClO₂是一种新型的水消毒剂。在酸性条件下，ClO₂能使KI一淀粉溶液变蓝色，该反应的离子方程式为__________。某自来水厂原来处理10000t的水需要使用2.24aLC1₂（标准状况），改用ClO₂后，处理同品质等量的水并达到相同的处理效果时，所需ClO₂的质量为______g。

Answer

SO32－+2ClO3－+2H＋=2ClO2+SO42－+H2O  2:1 阳 4OH--4e-=2H2O+O2↑（或2H2O-4e-=4H++O2↑） b c(NaHCO3)>C(NaClO)>c(Na2CO3) 2ClO2+10I-+8H+=4H2O+5I2+2Cl- 2.7a

【解析】（1）考查化学工艺流程，①根据流程图，ClO3－作氧化剂，被还原成ClO2，SO32－作还原剂，被氧化成SO42－，此反应在硫酸环境下进行，根据化合价升降法进行配平，以及所带电荷数守恒，因此离子方程式为：SO32－+2ClO3－+2H＋=2ClO2+SO42－+H2O ；ClO2中Cl的化合价由＋4价→＋3价，化合价降低1价，作氧化剂，H2O2作还原剂，被氧化成O2，根据得失电子数目守恒，n(ClO2)×1=n(H2O2)×2×1，n(ClO2)：n(H2O2)=2：1；②根据①气体a为O2，因此电解池左端的电极反应式为4OH－-4e－=2H2O+O2↑（或2H2O-4e－=4H＋+O2↑），根据II的反应，A溶液为NaOH，因此电解池的左端是2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此n为阳离子交换膜；（2）考查电离常数，①电离出H＋能力：H2CO3>HClO>HCO3－，氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，a、根据电离H＋能力，Na2CO3与HCl生成NaHCO3，Na2CO3与HClO反应生成NaHCO3，因此c(HClO)降低，故a错误；b、NaHCO3只与HCl反应，不与HClO反应，因此平衡向正反应方向移动，c(HClO)增大，故b正确；c、SO2具有还原性，与HClO发生氧化还原反应，c(HClO)降低，故c错误；d、NaOH与HCl、HClO都反应，c(HClO)降低，故d错误；②根据电离出H＋能力强弱，水解程度大小顺序：CO32－>ClO－>HCO3－，因此在相同的pH时，溶质物质的量浓度大小顺序是：c(NaHCO3)>c(NaClO)>c(Na2CO3)；（3）考查氧化还原反应方程式的书写和化学计算，溶液变蓝，说明产生I2，I－被氧化成I2，ClO2被还原成Cl－，根据化合价升降法进行配平，因此离子反应方程式为：2ClO2+10I－+8H＋=4H2O+5I2+2Cl－ ，2.24aLCl2参加反应得到电子物质的量为2.24a×2/22.4mol=0.2a，达到相同效果，就是得到电子数目相等，即需要ClO2的质量为0.2a×67.5/5g=2.7a。

点睛：本题的难点是氧化还原反应方程式的书写，根据过程或信息，写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，如本题的（1）①，Na2SO3是还原剂，Na2SO4是氧化产物，NaClO3是氧化剂,ClO2是还原产物，即SO32－＋ClO3－→ClO2↑＋SO42－，然后根据化合价的升降法进行配平，即SO32－＋2ClO3－→2ClO2↑＋SO42－，反应I中加入硫酸，说明H＋参加反应，转化成H2O，根据反应前后所带电荷数相等，离子反应方程式为：SO32－+2ClO3－+2H＋=2ClO2+SO42－+H2O 。