Question

5．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌．以下是制    取亞氯酸鈉的工藝流程：

已知：ClO₂氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，且只能保持在濃度較低狀態(tài)下以防止爆炸性分解，需現(xiàn)合成現(xiàn)用．
（1）在無隔膜電解槽中持續(xù)電解一段時(shí)間后，生成氫氣和NaClO₃，請(qǐng)寫出陽極的電極反應(yīng)方程式：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O．
（2）反應(yīng)生成ClO₂氣體需要X酸酸化，X酸可以為A．
A．稀硫酸          B．鹽酸           C．硝酸       D．H₂C₂O₄溶液
（3）ClO₂吸收塔內(nèi)的溫度不能過高，其原因?yàn)椋簻囟冗^高H₂O₂將分解
（4）ClO₂對(duì)污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明顯的去除效果．某工廠污水中含CN^-amg/L，現(xiàn)用ClO₂和CN^-氧化，生成了兩種無毒無害的氣體，其離子反應(yīng)方程式為2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；處理100m³這種污水，反應(yīng)過程轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為$\frac{250a}{13}{N}_{A}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電解池中陽極失去電子結(jié)合產(chǎn)物書寫；
（2）由于ClO₂氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，所以只能在酸性環(huán)境中存在．由于在酸性條件下，氯酸鈉容易和鹽酸、硝酸、草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以X應(yīng)該是硫酸；
（3）H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能過高，其目的是防止H₂O₂分解；
（4）根據(jù)ClO₂將CN^-氧化，生成了兩種無毒無害的氣體即二氧化碳和氮?dú)鈦頃鴮懛匠淌讲⒂?jì)算．

解答 解：（1）電解池中陽極失去電子，所以溶液中的氯離子在陽極失去電子，生成氫氣和NaClO₃，因此反應(yīng)的電極反應(yīng)式是Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O；
故答案為：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O；
（2）由于ClO₂氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，所以只能在酸性環(huán)境中存在，由于在酸性條件下，氯酸鈉容易和鹽酸、硝酸、草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以X應(yīng)該是硫酸；
故答案為：A；
（3）H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能過高，其目的是防止H₂O₂分解；
故答案為：溫度過高H₂O₂將分解；
（4）ClO₂將CN^-氧化，生成了兩種無毒無害的氣體即二氧化碳和氮?dú)�，所以離子方程式為：2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；該反應(yīng)2molCN^-轉(zhuǎn)移10mol電子，根據(jù)方程式1molCN^-離子消耗1mol二氧化氯，所以處理100m³這種污水，含有的CN^-為$\frac{100×1{0}^{3}mL×a×{10}^{-3}mg/L}{26g/mol}$=$\frac{100a}{26}$mol，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)：$\frac{100a}{26}×\frac{10}{2}{N}_{A}$=$\frac{250a}{13}{N}_{A}$；
故答案為：2ClO₂+2CN^-=2Cl^-+2CO₂+N₂↑；$\frac{250a}{13}{N}_{A}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高考常見題型，把握制備流程及發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意氧化還原反應(yīng)、電解原理的應(yīng)用，題目難度不大．