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）反應I中的Na₂SO₃長期存放通常含有Na₂SO₄雜質，可用滴定法測定Na₂SO₃的純度，向Na₂SO₃溶液中滴加酸性KMnO₄溶液，判斷滴定終點的現象為無色到淺紫紅色且半分鐘不褪．
（2）Ⅱ中反應的離子方程式是2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O．
（3）A的化學式是H₂SO₄，裝置Ⅲ中b在極區產生陰極．

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中發生氧化還原反應生成NaClO₂和氣體a，該反應中Cl元素化合價由+4價變為+3價，則O元素化合價由-1價變為0價，所以生成的氣體a是O₂，離子反應方程式為2 ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
III中發生電解，根據圖知，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發生氧化還原反應，離子反應方程式為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中發生氧化還原反應生成NaClO₂和氣體a，該反應中Cl元素化合價由+4價變為+3價，則O元素化合價由-1價變為0價，所以生成的氣體a是O₂，離子反應方程式為2 ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2 ClO₂^-+O₂↑+2H₂O；
III中發生電解，根據圖知，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發生氧化還原反應，離子反應方程式為2ClO₃^-+2H⁺+SO₃^2-=2ClO₂↑+SO₄^2-+H₂O；
（1）Na₂SO₃具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發生氧化還原反應，滴定終點現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發生氧化還原反應生成氧氣、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計，為高頻考點，明確I、II、III中發生的反應及物質的性質是解本題關鍵，熟悉常見物質的性質，難點是離子方程式的書寫．