Question

Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)A小組設(shè)計(jì)生產(chǎn)亞氯酸鈉（NaClO2）的主要流程如圖，

已知NaClO2是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。

（1）雙氧水的電子式為??????????? ，裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是　　　　　（填化學(xué)式）。

（2）A的化學(xué)式是　　? 　，裝置Ⅲ電解池中A在　　　極區(qū)產(chǎn)生，若裝置Ⅲ中生成氣體a為 11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則理論上通過(guò)電解池的電量為　　　????????????? （已知法拉第常數(shù)F=9.65×l 04C· mol-1)。

（3）裝置Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是　　　　　???????????????????????? 　　　 。

Ⅱ．某實(shí)驗(yàn)B小組測(cè)定金屬錫合金樣品的純度（僅含少量鋅和銅，組成均勻），將樣品溶于足量鹽酸: Sn+ 2HCl=SnCl2+H2↑，過(guò)濾，洗滌。將濾液和洗滌液合并再加過(guò)量的FeCl3溶液。最后可用一定濃度的K2Cr2O7酸性溶液滴定生成的Fe2+，此時(shí)還原產(chǎn)物為Cr3+�，F(xiàn)有錫合金試樣1.23g，經(jīng)上述反應(yīng)、操作后，共用去0.200mol/L的K2Cr2O7的酸性溶液15.00mL。

（4） 列式計(jì)算樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（5）用上述樣品模擬工業(yè)上電解精煉錫，如圖：

b極發(fā)生電極反應(yīng)式?????? ，當(dāng)?shù)玫?/span>11.90g純錫時(shí)，電解質(zhì)溶液質(zhì)量減輕0.54g，則錫合金質(zhì)量減少_______ g（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

 

Answer 1

【答案】

（1）???? Na2SO3　　　

（2）H2SO4　　　陽(yáng)?? 1.93×l 05C?? （3）2ClO2 + H2O2 + 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O

（4）87.1%

由關(guān)系式6Fe2+ ~ 3Sn2+ ~ Cr2O72– ?? 得出n(Sn)=0.009 mol

∴�。�%＝

（5）Sn -2e-=Sn2+? Zn-2e-=Zn2+　　　??? 12.3g

【解析】

試題分析：（1）在雙氧水分子中每個(gè)O原子與一個(gè)H原子形成共用電子對(duì)，再與另一個(gè)O原子形成共用電子對(duì)。所以它的電子式為。在裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)NaClO3把Na2SO3氧化為Na2SO4，它本身被還原為ClO2.所以還原劑是Na2SO3。（2）在裝置Ⅱ中中發(fā)生反應(yīng)：ClO2+H2O2+NaOH=NaClO2+H2O+O2↑．Na2SO4溶液在裝置Ⅲ電解池發(fā)生氧化還原反應(yīng)：溶液中的陽(yáng)離子的氧化性：H+>Na+,所以在陰極發(fā)生反應(yīng)：2H++2e-=H2↑．由于破壞了附近的水的電離平衡，最終導(dǎo)致該區(qū)域的溶液顯堿性，分離出NaOH溶液。溶液中的陰離子的還原性：OH->SO42-,所以在陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)為：4OH—+4e-=O2↑+2H2O。消耗了水電離產(chǎn)生的OH-，破壞了水的電離平衡，水繼續(xù)電離。最終導(dǎo)致該區(qū)域的溶液顯酸性。因此該陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生的是氧氣產(chǎn)物A為硫酸�；瘜W(xué)式是H2SO4。n(O2)= 11.2L÷ 22.4L/mol =0.5mol.則n(e-)=4×0.5mol=2mol．則理論上通過(guò)電解池的電量為2mol×9.65×l 04C/ mol= 1.93×l 05C．（3）裝置Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為ClO2+ H2O2+NaOH=NaClO2+H2O+O2↑的離子方程式是2ClO2 + H2O2 + 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O。（4）在反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為Sn2++ 2Fe3+= Sn4++ 2Fe2+, 6Fe2++Cr2O72- +14H+= 6Fe3++2Cr3++ 7H2O 。由方程式得關(guān)系式為：6Fe2+ ~ 3Sn2+ ~ Cr2O72–。n(Cr2O72-)= 0.200mol/L× 0.01500L=0.003mol.,所以n(Sn)=0.009 mol.m(Sn)= 0.009 mol×119g/mol=1.071g.所以樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Ｗ%＝。（5）電解精煉Sn時(shí)，用粗Sn作陽(yáng)極，精Sn作陰極。含Sn2+離子的溶液作電解質(zhì)溶液。所以b極為陽(yáng)極。陽(yáng)極電極反應(yīng)式Sn -2e-=Sn2+；Zn-2e-=Zn2+。陰極電極反應(yīng)式為：Sn2++2e-=Sn。即相當(dāng)于一部分的Sn是Zn發(fā)生置換反應(yīng)Zn+Sn2+=Zn2++Sn。陽(yáng)極每有65gZn反應(yīng)，陰極生成Sn119g,溶液減輕54g.現(xiàn)在溶液減輕0.54g,則發(fā)生反應(yīng)的Zn為0.01mol，其質(zhì)量為0.65g,由該Zn置換出來(lái)的Sn為0.01mol。其質(zhì)量為1.19g．所以參加反應(yīng)的錫質(zhì)量為11.90-1.19= 10.71g,因?yàn)?/span>Sn的含量為87.1%，所以Sn合金的質(zhì)量為10.71g÷87.1%=12.3g.

考點(diǎn)：考查電子式、離子方程式、氧化劑、還原劑的判斷、電解原理及物質(zhì)純度的計(jì)算的知識(shí)。