Question

17．亞硫酸鈉（Na₂SO₃）、漂白液（NaClO）和明礬[KAl（SO₄）₂•12H₂O]都是重要的化工產品，在日常生活和工業生產中都有廣泛用途，且三者都可用在造紙業的不同生產工序中．
（1）NaClO做消毒液是它能與水反應產生一種強氧化性物質，寫出NaClO的電子式．在工業上，用氯化鈉為原料，在堿性溶液中，通過電解的方法可制得NaClO，用離子方程式表示制取NaClO的電解總反應：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑．將等濃度等體積的NaClO與Na₂SO₃溶液混合后，兩者恰好完全反應，寫出混合過程的離子反應方程式ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-．
（2）將飽和NaClO和KAl（SO₄）₂溶液混合，置于一只帶單孔橡皮塞的大試管中，產生大量的白色膠狀沉淀．此時反應的離子方程為3ClO^-+Al³⁺+3H₂O=3HClO+Al（OH）₃↓．再將大試管置于陽光下照射，不久試管液面上方有淺黃綠色氣體產生，將氣體通入NaOH溶液充分吸收后，還能收集到一種無色無味的氣體．寫出在陽光照射下，混合液中反應的化學方程式4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H₂O+2Cl₂↑+O₂↑．若將KAl（SO₄）₂溶液換成硫酸亞鐵銨 （NH₄）₂SO₄•FeSO₄溶液后，再與NaClO溶液混合，觀察到大試管中有紅褐色沉淀產生，同時溶液里現黃色，但沒有氣體生成．此時試管中發生反應的離子方程式為3ClO^-+6Fe²⁺+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-．
（3）取一定體積KAl（SO₄）₂溶液于試管中，逐滴加入一定濃度的Ba（OH）₂溶液，直至產生沉淀的質量最大，寫出此時的離子反應方程式Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）NaClO為離子化合物，具有強氧化性；用氯化鈉為原料，在堿性溶液中，通過電解的方法可制得NaClO，陽極生成NaClO，陰極生成氫氣；等濃度等體積的NaClO與Na₂SO₃溶液混合后，兩者恰好完全反應生成硫酸鈉和氯化鈉；
（2）燒瓶中加入飽和KAl（SO₄）₂溶液，次氯酸根離子水解顯堿性，鋁離子水解顯酸性，混合后水解相互促進，產生大量的白色膠狀沉淀和次氯酸；
次氯酸分解生成氯氣、氧氣和水的反應；亞鐵離子具有還原性，次氯酸根離子具有氧化性，在溶液中發生氧化還原反應；
（3）取一定體積KAl（SO₄）₂溶液于試管中，逐滴加入一定濃度的Ba（OH）₂溶液，直至產生沉淀的質量最大，此時生成硫酸鋇和偏鋁酸鉀．

解答 解：（1）NaClO為離子化合物，電子式為，用氯化鈉為原料，在堿性溶液中，通過電解的方法可制得NaClO，陽極生成NaClO，陰極生成氫氣，反應的離子方程式為：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑；ClO^-有氧化性，能夠氧化SO₃^2-，反應的離子方程式為ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-，
故答案為：；Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑；ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-；
（2）次氯酸根離子水解顯堿性，鋁離子水解顯酸性，混合后水解相互促進，產生大量的白色膠狀沉淀和次氯酸，反應的離子方程式為：3ClO^-+Al³⁺+3H₂O=3HClO+Al（OH）₃↓；將燒瓶中的混合液在陽光照射下，不久燒瓶中有黃綠色氣體產生為氯氣，充分反應后集氣瓶中收集到一種無色無味的氣體為氧氣．依據氧化還原反應電子守恒寫出化學方程式配平得到：4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H₂O+2Cl₂↑+O₂↑；若將分液漏斗中的KAl（SO₄）₂溶液換成硫酸亞鐵銨（一種復鹽：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄）溶液，其他不變．打開分液漏斗活塞向燒瓶中滴入足量的硫酸亞鐵銨溶液．觀察到燒瓶中有紅褐色沉淀產生，但是沒有觀察到黃綠色氣體產生，亞鐵離子具有還原性，次氯酸根離子教育氧化性在溶液中發生氧化還原反應，反應的離子方程式為：3ClO^-+6Fe²⁺+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-，
故答案為：3ClO^-+Al³⁺+3H₂O=3HClO+Al（OH）₃↓；4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H₂O+2Cl₂↑+O₂↑；3ClO^-+6Fe²⁺+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-；
（3）假設SO₄^2-的物質的量為2mol，則明礬溶液中含有2mol SO₄^2-，1molAl³⁺，向明礬溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至鋁離子完全沉淀時生成1mol氫氧化鋁，1.5mol硫酸鋇，質量為1mol×78g/mol+1.5mol×233g/mol=427.5g，
SO₄^2-剛好沉淀完全時，需要2molBa（OH）₂，即加入的Ba²⁺為2mol，OH^-為4mol，生成2molBaSO₄，1molAl³⁺與4molOH^-反應生成1molAlO₂^-，沉淀的質量為2mol×233g/mol=466g，則全完生成硫酸鋇時沉淀質量最大，反應的離子方程式為Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O．

點評 本題考查較為綜合，涉及電解、離子方程式的書寫以及計算等問題，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，注意把握與量有關的離子方程式的書寫，難度中等．