Question

NaClO具有强氧化性，其溶液可用于游泳池及环境消毒．
（1）已知：
①Cl₂（g）+2NaOH（aq）=NaCl（aq）+NaClO（aq）+H₂O（l）△H=-101.1kJ?mol^-1
②3NaClO（aq）=2NaCl（aq）+NaClO₃（aq）△H=-112.2kJ?mol^-1
则3Cl₂（g）+6NaOH（aq）=5NaCl（aq）+NaClO₃（aq）+3H₂O（l）△H=

 

（2）工业上可用石墨电极电解饱和氯化钠溶液制取次氯酸钠溶液装置如图所示
①电源中，a电极名称是

 

②用此装置电解热的氯化钠溶液时会有部分氯酸钠生成，若电解消耗了117g氯化钠时，电路中共转移的电子为8mol，则次氯酸钠的产率为

 

（3）向次氯酸钠溶液通入少量的CO₂，只生成次氯酸钠和碳酸氢钠，则相同温度下，等物质的量浓度的Na₂CO₃、NaClO、NaHCO₃溶液的pH由大到小的顺序为

 

．
（4）向盛有硫酸酸化的淀粉KI溶液的试管中，滴加少量次氯酸钠溶液，会立即观察到溶液变成蓝色，该反应的离子方程式为

 

再向上述的蓝色溶液中，继续滴加Na₂SO₃溶液，又发现蓝色溶液逐渐褪色，该反应的化学方程式为

 

．对比上述两组实验所得结果，比较ClO^-、I₂、SO₄^2- 三种微粒氧化性由强到弱的顺序

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,氧化性、还原性强弱的比较,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）根据盖斯定律来分析；
（2）用石墨电极电解饱和氯化钠溶液的阳极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑
   阴极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，故Cl₂是阳极产物，H₂和NaOH是阴极产物，故要想制得次氯酸钠，即让Cl₂和NaOH反应即可．
①从装置图可知看出，图中上方的导气管应是排出氢气的，而且为了增大氯气与NaOH的接触面积，应使氯气从下方产生；
②设出NaClO和NaClO₃的物质的量，然后根据氯原子的守恒和得失电子数守恒来列式，解方程组得出NaClO的物质的量，即可求出产率；
（3）向次氯酸钠溶液通入少量的CO₂，只生成NaClO和NaHCO₃而不是HClO和Na₂CO₃，说明HClO能和Na₂CO₃反应生成NaClO和NaHCO₃，据此得出酸性强弱顺序，然后根据酸越弱，对应的盐就越水解来分析；
（4）次氯酸钠具有强氧化性，I^-具有强还原性，二者发生氧化还原反应生成I₂和Cl^-，结合酸性环境写出离子方程式，并根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，比较出ClO^-和I₂氧化性强弱；I₂有较强的氧化性，SO₃^2-有较强的还原性，两者发生氧化还原反应生成I^-和SO₄^2-，据此写出离子方程式，并根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，比较出碘和SO₄^2-氧化性强弱．

解答： 解：（1）已知：
①Cl₂（g）+2NaOH（aq）=NaCl（aq）+NaClO（aq）+H₂O（l）△H=-101.1kJ?mol^-1
②3NaClO（aq）=2NaCl（aq）+NaClO₃（aq）△H=-112.2kJ?mol^-1
根据盖斯定律可知：将①×3+②即可得：3Cl₂（g）+6NaOH（aq）=5NaCl（aq）+NaClO₃（aq）+3H₂O（l）△H=3×（-101.1kJ?mol^-1）+（-112.2kJ?mol^-1）=-415.5kJ?mol^-1，故答案为：-415.5kJ?mol^-1；
（2）用石墨电极电解饱和氯化钠溶液的阳极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑
   阴极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，故Cl₂是阳极产物，H₂和NaOH是阴极产物，故要想制得次氯酸钠，即让Cl₂和NaOH反应即可．
①从装置图可知看出，图中上方的导气管应是排出氢气的，而且为了增大氯气与NaOH的接触面积，应使氯气从下方产生，故b极为正极，则a极为负极，故答案为：负极；
②设出NaClO为Xmol，NaClO₃为Ymol，根据氯原子的守恒可知：X+Y=2  ①
根据得失电子数守恒可知：2X+6Y=8  ②，解①②方程组可知：X=1mol
Y=1mol
故次氯酸钠的产率为

1mol

2mol

×100%=50%，故答案为：50%；
（3）向次氯酸钠溶液通入少量的CO₂，只生成NaClO和NaHCO₃而不是HClO和Na₂CO₃，说明HClO能和Na₂CO₃反应生成NaClO和NaHCO₃，据此得出酸性强弱顺序为：H2CO3＞HClO＞HCO₃^-，酸越弱，对应的盐就越水解，故等物质的量浓度的Na₂CO₃、NaClO、NaHCO₃溶液的水解程度逐渐变小，则pH逐渐变小，故pH由大到小的顺序为：pH（Na₂CO₃）＞pH（NaClO）＞pH（NaHCO₃），故答案为：pH（Na₂CO₃）＞pH（NaClO）＞pH（NaHCO₃）；
（4）次氯酸钠具有强氧化性，I^-具有强还原性，二者发生氧化还原反应生成I₂，反应的离子方程式为2H⁺+2I^-+ClO^-=Cl^-+H₂O+I₂，生成的碘遇淀粉变蓝，由于氧化剂为ClO^-，而I₂为氧化产物，而氧化剂的氧化性强于氧化产物，可知氧化性：ClO^-＞I₂；I₂与 SO₃^2-发生氧化还原反应生成I^-和SO₄^2-，反应的离子方程式为SO₃^2-+H₂O+I₂=2I^-+SO₄^2-+2H⁺，单质碘被消耗导致蓝色消失，反应中，I₂做氧化剂，SO₄^2-是氧化产物，故氧化性：I₂＞SO₄^2-，故ClO^-、I₂、SO₄^2- 三种微粒氧化性由强到弱的顺序为：ClO^-＞I₂＞SO₄^2-．
故答案为：2H⁺+2I^-+ClO^-=Cl^-+H₂O+I₂； SO₃^2-+H₂O+I₂=2I^-+SO₄^2-+2H⁺，ClO^-＞I₂＞SO₄^2-．

点评：本题考查了盖斯定律、电解池和盐类水解以及离子方程式的书写和氧化性的强弱比较，均为高考的高频考点，综合性较强，难度适中．