Question

亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。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(jì)生產(chǎn)NaClO₂的主要流程如下。

（1）Ⅰ、Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑分別是         、          （填化學(xué)式）。
（2）Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是                         。
（3）A的化學(xué)式是             ，裝置Ⅲ中A在           極區(qū)產(chǎn)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：
5NaClO₂ + 4HCl =" 5NaCl" + 4ClO₂↑ + 2H₂O。
① 該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是                。
② 研究表明：若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl₂的含量越大，運(yùn)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析其原因是                                      。
（5）NaClO₂變質(zhì)可分解為NaClO₃和NaCl。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO₂試樣配成溶液，分別與足量FeSO₄溶液反應(yīng)時(shí)，消耗Fe²⁺的物質(zhì)的量相同，從電子守恒的角度解釋其原因是                    。

Answer 1

（1）Na₂SO₃  H₂O（2分）
（2）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO+ O₂↑+ 2H₂O（2分）
（3）H₂SO₄（2分）  陽(yáng) （2分） 
（4）1∶4 （2分）  ClO的氧化性或Cl^－的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強(qiáng)，因此Cl^－被氧化得到Cl₂  （2分）
（5）NaClO₂變質(zhì)前后分別與Fe²⁺反應(yīng)時(shí)，最終均得到等量NaCl，Cl元素均由+3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，根據(jù)電子守恒，兩個(gè)過(guò)程中得到的電子的物質(zhì)的量相同（2分）

試題分析：（1）Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)是亞硫酸鈉被氯酸鈉氧化，、Ⅲ中發(fā)生的反應(yīng)是電解水，因此在這兩個(gè)反應(yīng)中還原劑分別是：Na₂SO₃  H₂O（2分）
（2）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－ = 2ClO+ O₂↑+ 2H₂O（2分）
（3）Ⅲ裝置中左邊氫氧根離子放電，剩余的氫離子跟硫酸根離子結(jié)合成硫酸，所以A是：H₂SO₄； 因?yàn)槭菤溲醺�離子放電，所以這邊是電解池的陽(yáng)極。
（4）在這個(gè)反應(yīng)中發(fā)生的是亞氯酸鈉中氯元素的自身氧化還原反應(yīng)，既作氧化劑，也作還原劑，作氧化劑的亞氯酸鈉是化合價(jià)降低的，也就是由正三價(jià)變成正一價(jià)，為一摩爾，作還原劑的亞氯酸鈉是化合價(jià)升高的，也就是由正三價(jià)變成正四價(jià)，為四摩爾，所以該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1∶4 ；ClO的氧化性或Cl^－的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強(qiáng)，因此Cl^－被氧化得到Cl₂ 。
（5）NaClO₂變質(zhì)前后分別與Fe²⁺反應(yīng)時(shí)，最終均得到等量NaCl，Cl元素均由+3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，根據(jù)電子守恒，兩個(gè)過(guò)程中得到的電子的物質(zhì)的量相同（2分）