Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業。它在堿性環境中穩定存在。某同學查閱資料后設計生產NaClO₂的主要流程如下。

（1）雙氧水的結構式為：           ；Ⅰ中發生反應的還原劑是　　　　　（填化學式）。
（2）Ⅱ中反應的離子方程式是　　　　　                      　　　 。
（3）A的化學式是　　　　　　　 ，裝置Ⅲ中A在　　　　　　　 極區產生。
（4）ClO₂是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。
①寫出該反應的化學方程式　　　　　　　。
②研究表明：若反應開始時鹽酸濃度較大，則氣體產物中有Cl₂，用離子方程式解釋產生Cl₂的原因　　　　　　                        　。
（5）NaClO₂變質可分解為NaClO₃和NaCl。取等質量變質前后的NaClO₂試樣均配成溶液，分別與足量FeSO₄溶液反應時，消耗Fe²⁺的物質的量　　　    (填相同、不相同或無法判斷)

Answer 1

（14分）（1）H-O-0-H   Na₂SO₃　（各2分）　　
（2）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－= 2ClO₂^－+ O₂↑+ 2H₂O（2分）
（3）H₂SO₄　　　陽（2分）
（4）5NaClO₂ + 4HCl =" 5NaCl" + 4ClO₂↑+ 2H₂O。　（2分）　
ClO₂^－+ 3Cl^－+ 4H⁺ = 2Cl₂+ 2H₂O（2分）
（5）相同（2分）

試題分析：⑴H₂O₂中兩個氧原子間形成一個共用電子對，結構式為：H―O―O―H，反應I：2ClO₃^―＋SO₃^2―＋2H^＋=2ClO₂＋SO₄^2―＋H₂O，其中SO₃^2―中S由+4價變成+6價，作還原劑，格答案為：H―O―O―H；Na₂SO₃　；⑵從圖中讀出反應物為ClO₂和H₂O₂,堿性條件，產物為NaClO₂，ClO₂作氧化劑，H₂O₂中氧由―1價變成―2，2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－= 2ClO₂^－+ O₂↑+ 2H₂O，故答案：2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－= 2ClO₂^－+ O₂↑+ 2H₂O；⑶Ⅲ陽極：2H₂O―4e^―=4H^＋ ＋O₂↑,a為O₂,陰極：4H₂O＋4e^―=4OH^― ＋2H₂↑, b為H₂， A的化學式是H₂SO₄, 裝置Ⅲ中A在陽極區產生，答案：H₂SO₄、陽；⑷Cl^―濃度大時，還原性增強，被生成的ClO₂氧化，5NaClO₂ + 4HCl =" 5NaCl" + 4ClO₂↑+ 2H₂O、ClO₂^－+ 3Cl^－+ 4H⁺ = 2Cl₂+ 2H₂O。答案為：5NaClO₂ + 4HCl =" 5NaCl" + 4ClO₂↑+ 2H₂O、ClO₂^－+ 3Cl^－+ 4H⁺ = 2Cl₂+ 2H₂O；⑸ClO₂^―、ClO₃^―與Fe^2＋ 反應最終都變成Cl^―，變質前后轉移的電子數相同，反以消耗Fe²⁺的物質的量相同。答案：相同。