Question

1．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌．以下是制取亚氯酸钠的工艺流程如图1：

已知：①ClO₂气体只能保持在浓度较低状态下以防止爆炸性分解，且需现合成现用．
②ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在．
（1）在无隔膜电解槽中持续电解一段时间后，生成氢气和NaClO₃，请写出阳极的电极反应方程式Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O．
（2）反应生成ClO₂气体需要X酸酸化，X酸可以为B．
A．盐酸    B．稀硫酸    C． HI溶液
（3）吸收塔内的温度不能过高的原因为温度过高H₂O₂将分解．
（4）ClO₂被S^2-还原为ClO₂^-、Cl^-转化率与pH关系如图2．写出pH≤2时ClO₂与S^2-反应的离子方程式：2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O 

Answer 1

分析 无隔膜电解槽中持续电解饱和氯化钠溶液，则电解生成的氯气和氢氧化钠反应生成氯酸钠溶液，通二氧化硫和X酸还原氯酸钠溶液生成二氧化氯，再用双氧水、氢氧化钠吸收反应生成亚氯酸钠，过滤的亚氯酸钠（NaClO₂）溶液通过蒸发结晶得到亚氯酸钠晶体．
（1）电解槽中持续电解一段时间后，生成氢气和NaClO₃，阳极上Cl失去电子；
（2）由于ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在，所以只能在酸性环境中存在．由于在酸性条件下，氯酸钠容易和盐酸发生氧化还原反应，所以X应该是硫酸；
（3）H₂O₂不稳定，温度过高，H₂O₂容易分解，吸收塔的温度不能过高，其目的是防止H₂O₂分解；
（4）根据图象可知，pH≤2时ClO₂被还原为Cl^-．

解答 解：（1）电解池中阳极失去电子，所以溶液中的氯离子在阳极失去电子，因此反应的电极反应式是Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O，
故答案为：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O；
（2）由于ClO₂气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在，所以只能在酸性环境中存在，由于在酸性条件下，氯酸钠容易和盐酸发生氧化还原反应，所以X应该是硫酸，故答案为：B；
（3）H₂O₂不稳定，温度过高，H₂O₂容易分解，吸收塔的温度不能过高，其目的是防止H₂O₂分解，故答案为：温度过高H₂O₂将分解；
（4）根据图象可知，pH≤2时ClO₂被还原为Cl^-，所以该反应的离子方程式是2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O，故答案为：2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O．

点评 本题考查物质的制备实验，为高考常见题型，把握制备流程及发生的反应为解答的关键，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意氧化还原反应、电解原理的应用，题目难度不大．