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。工业设计生产NaClO₂的主要流程如下：

（1）A的化学式是         ，装置III中A在         极区产生。

（2）II中反应的离子方程式是                 。

（3）通电电解前，检验III中阴离子的方法和步骤是                  。

（4）为防止II中制备的NaClO₂被还原成NaCl，应选合适的还原剂，除双氧水外，还可以选择的还原剂是        (填字母编号)。

a．Na₂O₂        b．FeCl₂       c．Na₂S

（5）常温时，HClO₂的电离平衡常数Ka=1．0710^-2mol·L^-1，II中反应所得NaClO₂溶液(含少量NaOH)的pH=13，则溶液中=         。

（6）气体a、b与氢氧化钠溶液可构成燃料电池，用该电池电解200 mL 0．5 mol·L^-1的CuSO₄溶液，生成铜3．2 g，此时所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是           

Answer

（1）H2SO4 （2分） 阳（2分）

（2）2ClO2＋H2O2＋2OH－＝2ClO＋O2↑＋2H2O （3分）

（3）取少量Ⅲ中溶液少许于试管中，先加入足量稀盐酸，无沉淀生成，再加入BaCl2溶

液，产生白色沉淀，证明含有SO42－ （3分）

（4）a（2分）

（5）1.07×1010mol·L－1 （3分）

（6）c(H＋)＞c(SO42－)＞c(Cu2＋)＞c(OH－) （3分）

【解析】

试题分析：（1）Ⅲ为电解硫酸钠溶液，本质是电解水，阴极2H++2e-=H2↑，阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，另一电极产生NaOH，因为该电解池为离子隔膜电解池，所以A为硫酸，在阳极区产生。

（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，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），所以反应方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2↑，离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O。

（3）III中阴离子为SO42‾，检验方法为：取少量Ⅲ中溶液少许于试管中，先加入足量稀盐酸，无沉淀生成，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明含有SO42－

（4）加入FeCl2和Na2S会产生杂质，而Na2O2不会产生新的杂质，故a项正确。

（5）II中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13，可得c(H+)=1×10-13mol•L‾1，则 ==1.07×1010mol·L－1 。

（6）电解硫酸铜溶液的化学方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，生成铜3．2 g，则反应了CuSO4的物质的量为0.05mol，生成H2SO4的物质的量为0.05mol，则所得溶液含0.05mol的CuSO4和0.05mol的H2SO4，Cu2+水解生成H+,所以离子浓度由大到小的顺序为：c(H＋)＞c(SO42－)＞c(Cu2＋)＞c(OH－)。

考点：本题考查化学工艺流程的分析、电解原理、离子方程式的书写、离子的检验、化学计算。