Question

16．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種強氧化性漂白劑，常用于水的消毒殺菌和織物的漂白．它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在．某同學(xué)查閱資料后設(shè)計生產(chǎn)NaClO₂ 的主要流程如下：
（1）反應(yīng)I中的Na₂SO₃長期存放通常含有Na₂SO₄雜質(zhì)，可用滴定法測定Na₂SO₃的純度，向Na₂SO₃溶液中滴加酸性KMnO₄溶液，判斷滴定終點的現(xiàn)象為無色到淺紫紅色且半分鐘不褪．
（2）Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O．
（3）A的化學(xué)式是H₂SO₄，裝置Ⅲ中b在極區(qū)產(chǎn)生陰極．

Answer 1

分析 硫酸鈉溶液通入離子隔膜電解池中，ClO₂和雙氧水在II中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂和氣體a，該反應(yīng)中Cl元素化合價由+4價變?yōu)?3價，則O元素化合價由-1價變?yōu)?價，所以生成的氣體a是O₂，離子反應(yīng)方程式為2 ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
III中發(fā)生電解，根據(jù)圖知，生成氫氧化鈉，陰極上生成氫氣同時陰極附近生成NaOH，所以生成的氣體b是H₂；陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，所以a是O₂，同時生成硫酸，所以A溶液是硫酸；酸性條件下，I中NaClO₂、Na₂SO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式為2ClO₃^-+2H⁺+SO₃^2-=2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O，以此解答該題．

解答 解：硫酸鈉溶液通入離子隔膜電解池中，ClO₂和雙氧水在II中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂和氣體a，該反應(yīng)中Cl元素化合價由+4價變?yōu)?3價，則O元素化合價由-1價變?yōu)?價，所以生成的氣體a是O₂，離子反應(yīng)方程式為2 ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
III中發(fā)生電解，根據(jù)圖知，生成氫氧化鈉，陰極上生成氫氣同時陰極附近生成NaOH，所以生成的氣體b是H₂；陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，所以a是O₂，同時生成硫酸，所以A溶液是硫酸；酸性條件下，I中NaClO₂、Na₂SO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式為2ClO₃^-+2H⁺+SO₃^2-=2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O；
（1）Na₂SO₃具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，滴定終點現(xiàn)象是無色到淺紫紅色且半分鐘不褪，故答案為：無色到淺紫紅色且半分鐘不褪；
（2）堿性條件下，ClO₂、H₂O₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧氣、ClO₂^-和水，離子方程式為2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O；
（3）通過以上分析知，電解硫酸鈉溶液，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，同時生成硫酸，所以A是硫酸，陰極上生成氫氣同時陰極附近生成NaOH，
故答案為：H₂SO₄；陰極．

點評 本題考查制備實驗方案設(shè)計，為高頻考點，明確I、II、III中發(fā)生的反應(yīng)及物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，熟悉常見物質(zhì)的性質(zhì)，難點是離子方程式的書寫．