Question

5．亚氯酸钠（NaC1O₂）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．某同学査阅资料后设计生产NaC1O₂的主要流程如图．

（1）I中发生反应的化学方程式是2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂↑+H₂O氧化剂与还原剂的物质的量之比是2：1
（2）II中反应的离子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O
（3）装置Ⅲ中阳极的反应是4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O
（4）C1O₂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起酸的作用
②写出实验室制氯气的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O  说明上述两反应中盐酸作用不同的原因盐酸浓度越大，还原性越强．

Answer 1

分析 由流程可知，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2ClO₂+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⁺+SO₃^2-=2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O，以此来解答．

解答 解：（1）I中反应方程式为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂↑+H₂O，S元素的化合价升高，则还原剂是Na₂SO₃，Cl元素的化合价降低，则NaClO₃为氧化剂，由反应可知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+2ClO₂↑+H₂O；2：1；
（2）II中反应的离子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O，
故答案为：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
（3）装置Ⅲ中实质为电解水，阳极上阴离子失去电子，则阳极的反应是4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，
故答案为：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
（4）①反应中+4价Cl化合价升高也降低，HCl转化为NaCl，则起酸的作用，故答案为：起酸的作用；
②实验室制氯气的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，该反应中盐酸作还原剂、酸，两反应中盐酸作用不同的原因盐酸浓度越大，还原性越强，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；盐酸浓度越大，还原性越强．

点评 本题考查制备实验，为高频考点，把握物质的制备流程中发生的反应、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应的应用，题目难度不大．