Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學(xué)查閱資料后設(shè)計(jì)生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下。（部分產(chǎn)品未標(biāo)出）

（1）Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是____________、Ⅱ中的氧化劑是________（填化學(xué)式）。

（2）Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是______________________________________。

（3）ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備：5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O。

①該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是________。

②研究表明：在上述過程中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)：NaClO2 + 4HCl = NaCl + 2Cl2↑+ 2H2O，若反應(yīng)開始時(shí)鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl2的含量越大。請推測其原因是__________。

Answer 1

【答案】 Na2SO3 ClO2 2ClO2 + 2H2O2 +2OH- == 2ClO2- + O2 + 2H2O 1:4 ClO2-的氧化性或Cl-的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強(qiáng)，因此Cl-被氧化得到Cl2。

【解析】（1）I中NaClO3轉(zhuǎn)化為ClO2，Cl元素化合價(jià)由+5價(jià)降到+4價(jià)，NaClO3得電子，作氧化劑；根據(jù)得電子守恒，Na2SO3失電子，化合價(jià)降低，作還原劑。Ⅱ中ClO2轉(zhuǎn)化為NaClO2，Cl元素化合價(jià)降低，則ClO2得電子，作氧化劑。

故答案為：Na2SO3；ClO2；

（2）Ⅱ中ClO2轉(zhuǎn)化為NaClO2，Cl元素化合價(jià)降低，ClO2作氧化劑，則H2O2作還原劑，化合價(jià)升高，生成O2，則有ClO2+ H2O2—O2↑+ ClO2，溶液中加入了NaOH，配平方程式可得：2ClO2 + 2H2O2 +2OH- =2ClO2- +O2 + 2H2O；

故答案為：2ClO2 + 2H2O2 +2OH- =2ClO2- + O2 + 2H2O；

（3）① 反應(yīng)5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O，NaClO2中Cl元素化合價(jià)由+3價(jià)分別變?yōu)椤?價(jià)和+4價(jià)，NaClO2既是氧化劑又是還原劑，氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比是1∶4。

故答案為：1∶4；

②NaClO2+4HCl=NaCl+2Cl2↑+2H2O，反應(yīng)中，NaClO2作氧化劑，HCl作還原劑，反應(yīng)開始時(shí)，鹽酸濃度越大，溶液酸性越強(qiáng)，氣體產(chǎn)物的含量增大。可能原因是，溶液酸性增強(qiáng)，導(dǎo)致NaClO2的氧化性增強(qiáng)，Cl-的還原性增強(qiáng)；或者Cl- 的濃度增大，導(dǎo)致Cl-還原性增強(qiáng)。

故答案為：ClO2-的氧化性或Cl-的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強(qiáng)，因此Cl-被氧化得到Cl2。