Question

在自来水消毒和工业上砂糖、油脂的漂白与杀菌过程中，亚氯酸钠（NaClO₂）发挥着重要的作用。下图是生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O；

②常温下，Ksp（FeS）=6.3×10^-18；Ksp（CuS）=6.3×10^-36；Ksp（PbS）=8×10^-28

③Ⅲ装置中电解硫酸钠溶液，阳极区生成氧气同时产生硫酸，阴极区生成氢气同时产生氢氧化钠。

（1） I中发生反应的离子方程式为      ____________。

（2）从滤液中得到NaClO₂·3H₂O晶体的所需操作依次是           （填写序号）。

a．蒸馏   b．蒸发浓缩   c．过滤   d．冷却结晶    e．灼烧

（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	H2CO3	H2S
Ka／mol·L^-1	1×10^-2	6.3×10^-4	K1=4.30×10^-7 K2=5.60×10^-11	K1=9.1×10^-8 K2=l.1×10^-12

①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaHCO₃、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为          （用化学式表示）；

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               ；常温下，当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为10^-5mol·L^-1）此时体系中的S^2-的浓度为              。

（4）Ⅲ装置中若生成气体a的体积为1.12L（标准状况），则转移电子的物质的量为________。

Answer

（1）2ClO3-＋2H+＋SO32-=2ClO2↑＋SO42-＋H2O（2）bdc

（3）①Na2S>NaHCO3>NaF>NaClO2；②CuS；6.3×10-13mol/L（4）0.2mol

【解析】

试题分析：（1） I中氯酸钠将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，自身被还原为二氧化氯，发生反应的离子方程式为2ClO3-＋2H+＋SO32-=2ClO2↑＋SO42-＋H2O；

（2）制备晶体需要经过的操作依次是加热蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤等，答案选bdc；

（3）①由题中所给数据可知，电离平衡常数越大，酸性越强，电离平衡常数越小，酸性越弱，形成盐后，均为强碱弱酸盐，酸性越弱，盐溶液的碱性越强，pH越大，故四种溶液的pH由大到小的顺序为Na2S>NaHCO3>NaF>NaClO2；②等浓度的Cu2＋、Fe2＋、Pb2＋离子，滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是Ksp最小的，即为CuS；当最后一种离子沉淀完全时，有Ksp（FeS）＝6.3×10-18＝c（Fe2+）•c（S2-）＝10-5•c（S2-），解得c（S2-）＝mol/L＝6.3×10-13mol/L。

（4）Ⅲ装置是电解硫酸钠溶液，生成气体a的电极同时还有硫酸产生，这说明该电极是阳极氢氧根放电产生氧气，即氧气体积为1.12L（标准状况），物质的量为1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，因此转移电子的物质的量为0.05mol×4＝0.2mol。

考点：考查物质工艺流程图分析、氧化还原反应、溶度积和电化学的相关计算