Question

1．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(yè)．它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在．工業(yè)設計生產NaClO₂的主要流程如圖1所示．

另附III離子交換膜電解池示意圖圖2．
（1）寫出無隔膜電解槽陽極反應的電極反應式：Cl^-+3H₂O-6e^-=ClO₃^-+6H⁺
（2）由離子交換膜電解池示意圖分析A的化學式是H₂SO₄
（3）Ⅱ中反應的離子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O
（4）設備Ⅲ在通電電解前，檢驗其溶液中主要陰離子的方法、步驟、現象是取少量Ⅲ中溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸，無沉淀生成，再加入BaCl₂溶液，產生白色沉淀，證明含有SO₄^2-．

Answer 1

分析 根據工藝流程圖用有離子隔膜的電解槽電解Na₂SO₄溶液，可知氣體a為O₂，該極為陽極，OH^-放電，c（H⁺）增大，SO₄^2-移向該極，所以A為硫酸溶液，Ⅰ中氯酸鈉、亞硫酸鈉和稀硫酸反應生成二氧化氯和硫酸鈉，Ⅱ中發(fā)生二氧化氯與雙氧水在堿性條件下反應生成NaClO₂和氧氣；
（1）根據工藝流程圖無隔膜電解槽陽極發(fā)生氧化反應生成氯酸根離子；
（2）解槽電解Na₂SO₄溶液，可知氣體a為O₂，該極為陽極，OH^-放電，c（H⁺）增大，SO₄^2-移向該極，所以A為硫酸溶液；
（3）Ⅱ中發(fā)生二氧化氯與雙氧水在堿性條件下反應生成NaClO₂和氧氣，根據電子得失守恒分析配平；
（4）設備Ⅲ在通電電解前，檢驗其溶液中主要陰離子是硫酸根離子，SO₄^2-的檢驗方法：用稀鹽酸和氯化鋇溶液檢驗．

解答 解：（1）根據工藝流程圖無隔膜電解槽陽極發(fā)生氧化反應生成氯酸根離子，所以電極反應式為Cl^-+3H₂O-6e^-=ClO₃^-+6H⁺，故答案為：Cl^-+3H₂O-6e^-=ClO₃^-+6H⁺； （2）解槽電解Na₂SO₄溶液，可知氣體a為O₂，該極為陽極，OH^-放電，c（H⁺）增大，SO₄^2-移向該極，所以A為硫酸溶液，故答案為：H₂SO₄；
（3）Ⅱ中發(fā)生二氧化氯與雙氧水在堿性條件下反應生成NaClO₂和氧氣，所以方程式為：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O，故答案為：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O；
（4）電解前Ⅲ中陰離子為SO₄^2-，SO₄^2-的檢驗方法：取少量Ⅲ中溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸，無沉淀生成，再加入BaCl₂溶液，產生白色沉淀，證明含有SO₄^2-；
故答案為：取少量Ⅲ中溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸，無沉淀生成，再加入BaCl₂溶液，產生白色沉淀，證明含有SO₄^2-．

點評 本題以亞氯酸鈉（NaClO₂）的生產流程為情境，主要考查電解原理、氧化還原反應、離子方程式的書寫、SO₄^2-的檢驗等知識點，主要通過工藝流程考查學生分析問題、解決問題的能力，題目難度中等．