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

⑴2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O；2∶1；

⑵2ClO2+H2O2+2OH－=2ClO2－+O2↑+2H2O；

⑶4OH-－4e－=2H2O+O2↑；

⑷①起酸的作用；

②MnO2+4H++2Cl－=Mn2++Cl2↑+2H2O；盐酸浓度越大，还原性越强；

【解析】

试题分析：硫酸钠溶液通入离子隔膜电解池中，ClO2和双氧水在II中发生氧化还原反应生成NaClO2和气体a，该反应中Cl元素化合价由+4价变为+3价，则O元素化合价由-1价变为0价，所以生成的气体a是O2，离子反应方程式为2 ClO2+H2O2+2OH-=2 ClO2-+O2↑+2H2O；III中发生电解，根据图知，生成氢氧化钠，阴极上生成氢气同时阴极附近生成NaOH，所以生成的气体b是H2；阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以a是O2，同时生成硫酸，所以A溶液是硫酸；酸性条件下，I中NaClO2、Na2SO3发生氧化还原反应，离子反应方程式为2ClO3-+2H++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O。

⑴ Ⅰ中发生反应的化学方程式为2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4=2Na2SO4 + 2ClO2↑+ H2O；2∶1，氧化剂为NaClO3，还原剂为Na2SO3，物质的量之比为2∶1，故答案为：2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4=2Na2SO4 + 2ClO2↑+ H2O；2∶1；

⑵ Ⅱ中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；

⑶ 装置Ⅲ中阳极的反应为4OH-－4e－=2H2O + O2↑，故答案为：4OH-－4e－=2H2O + O2↑；

⑷ ①5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O反应中盐酸中氯元素的不变，盐酸的作用为酸，故答案为：起酸的作用；②实验室用二氧化锰在加热时氧化浓盐酸制氯气，反应的离子方程式为MnO2 + 4H+ + 2Cl－=Mn2++ Cl2↑+ 2H2O，该反应中盐酸起了还原剂和酸的作用，说明盐酸浓度越大，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。

考点：考查了物质制备的工艺流程和实验方案的设计、氧化还原反应的相关知识。