Question

亞氯酸鹽是亞氯酸形成的鹽類，含有亞氯酸根離子-ClO₂^-，其中氯的化合價為+3．已知以下一個制備亞氯酸鹽的方法：

 

ClO₂+

 

 H₂O₂+

 

 OH^-═

 

ClO₂^-+

 

O₂↑+

 

H₂O
又已知：每消耗1mol H₂O₂則生成2mol H₂O和1mol O₂．
請回答下列問題：
（1）請配平．
（2）指出：反應中的氧化劑是

 

（寫名稱），還原劑是

 

（寫化學式）．
（3）我國的科學家經過科學探索，發現將經干燥空氣稀釋的氯氣通入填充有固體亞氯酸鈉（NaClO₂）的反應柱內可制得ClO₂和NaCl．請寫出反應方程式：

 

；并寫出制取NaClO₂的方程式：

 

．
（4）若生成8.96L O₂（標準狀況），則轉移的電子的量為

 

，同時生成水的質量為

 

．（請寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）根據O、Cl元素的化合價變化來分析，化合價升高的元素原子失去電子，化合價降低的元素的原子得到電子，化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數，根據電子守恒來配平；
（2）含元素化合價降低的物質為氧化劑，含元素化合價升高的物質為還原劑；
（3）根據信息：氯氣通入填充有固體亞氯酸鈉（NaClO₂）的反應柱內可制得ClO₂和NaCl來書寫方程式；
（4）根據方程式結合電子轉移情況來判斷即可．

解答：解：（1）在反應中，Cl元素化合價從+4價降為+3價，共得到1mol電子，O元素的化合價從-1價升高到了0價，一共失去2mol電子，根據電子守恒，所以Cl元素的物質們的前邊系數是2，H₂O₂和O₂的系數均是1，根據電荷守恒，氫氧根系數是2，水的系數是2，故答案為：2、1、2、2、1、2；
（2）Cl元素化合價降低，二氧化氯為氧化劑，O元素化合價升高，H₂O₂為還原劑，故答案為：二氧化氯；H₂O₂；
（3）根據信息：氯氣通入填充有固體亞氯酸鈉（NaClO₂）的反應柱內可制得ClO₂和NaCl，可以得到方程式為Cl₂+2NaClO₂=2ClO₂+2NaCl，根據（1）得到制取NaClO₂的方程式為：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O，故答案為：Cl₂+2NaClO₂=2ClO₂+2NaCl；2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O；
（4）若生成8.96L O₂（標準狀況），即氧氣的物質的量是

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，設生成8.96L O₂（標準狀況），轉移電子物質的量為x，生成水的物質的量為y，
2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O     轉移電子的物質的量
                         1     2              2
                       0.4mol  y              x

1

0.4mol

=

2

y

=

2

x

，解得x=0.8mol，y=0.8mol，所以生成水的質量是0.8mol×18g/mol=14.4g，故答案為：0.8mol；14.4g．

點評：本題考查氧化還原反應，明確元素的化合價變化及原子守恒的方法來分析是解答本題的關鍵，并注意反應中化學計量數與轉移電子數目的關系來解答即可．