Question

【題目】NaClO2的漂白能力是漂白粉的4～5倍， NaClO2廣泛用于造紙工業、污水處理等。工業上生產NaClO2的工藝流程如下：

(1)ClO2氣體發生器中的反應為：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。實際工業生產中，可用硫黃、濃硫酸代替原料中的SO2，其原因為____________(用化學方程式表示)。

(2)反應結束后，向ClO2發生器中通入一定量空氣的目的：________________________。

(3)吸收器中生成NaClO2的離子反應方程式為________________________________。

(4)CO和聯氨(N2H4)的性質及應用的研究是能源開發、環境保護的重要課題。

①用CO、O2和KOH溶液可以制成堿性燃料電池，則該電池反應的離子方程式為_______________。

②用CO、O2和固體電解質還可以制成如下圖所示的燃料電池，則電極d的電極反應式為__________。

(5)聯氨的性質類似于氨氣，將聯氨通入CuO濁液中，有關物質的轉化如圖所示。

①在轉化過程中通入氧氣發生反應后，溶液的pH將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。轉化中當有1 mol N2H4參與反應時，需要消耗O2的物質的量為________。

②加入NaClO時發生的反應為：

Cu(NH3)42+＋2ClO－＋2OH－＝Cu(OH)2↓＋2N2H4↑＋2Cl－＋2H2O

該反應需在80℃以上進行，其目的除了加快反應速率外，還有_______________。

Answer 1

【答案】S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋ 2H2O驅趕出ClO2，確保其被充分吸收2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO2-＋O2＋2H2O2CO＋O2＋4OH－=== 2CO32－＋2H2OCO＋O2－－2e－===CO2增大1mol氫氧化銅分解、降低聯氨溶解度使其從溶液中逸出

【解析】

(1)二氧化氯發生器中的反應為氯酸鈉與二氧化硫在濃硫酸作用下發生氧化還原反應，而硫磺、濃硫酸也可以生成二氧化硫，反應的方程式為： S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋ 2H2O；(2)反應結束后，發生器中仍有少量二氧化氯，用空氣可以將其排出，確保其被充分吸收。(3)吸收器中雙氧水與二氧化氯在堿性條件下發生氧化還原反應生成NaClO2，反應的離子方程式為：2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO2-＋O2＋2H2O。(4) ①該燃料電池中負極上一氧化碳失去電子發生氧化反應生成二氧化碳，正極上氧氣得到電子生成還原反應生成氫氧根離子，二氧化碳和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，所以電池反應式為：2CO＋O2＋4OH－= 2CO32－＋2H2O； ②d電極上一氧化碳生成二氧化碳，則該電極上失去電子發生氧化反應，電極反應為 CO＋O2－－2e－===CO2； (5) ①Cu(NH3)42+和氧氣反應過程中，銅元素化合價由+1價變為+2價，氧元素化合價從0價變為-2價，氧氣得到電子和水反應生成氫氧根離子，所以溶液的pH增大，轉化中當有1molN2H4參與反應時，轉移電子的物質的量為4mol，根據轉移電子相等分析，需要消耗氧氣的物質的量為1mol。② 溫度高時氫氧化銅分解，且氣體溶解度隨溫度升高而降低，從而促進反應向正反應方向進行，故答案為：氫氧化銅分解、降低聯氨溶解度使其從溶液中逸出。