Question

8．亞硫酸鈉（Na₂SO₃）、漂白液（NaClO）和明礬[KAl（SO₄）₂?12H₂O]都是重要的化工產(chǎn)品，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛用途，且三者都可用在造紙業(yè)的不同生產(chǎn)工序中．
（1）NaClO做消毒液是它能與水反應(yīng)產(chǎn)生一種強(qiáng)氧化性物質(zhì)，寫出該強(qiáng)氧化性物質(zhì)的電子式．在工業(yè)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(yīng)：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(yīng)，寫出混合過程的離子反應(yīng)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(chǎn)生大量的白色膠狀沉淀．此時(shí)反應(yīng)的離子方程為3ClO^-+Al³⁺+3H₂O=3HClO+Al（OH）₃↓．再將大試管置于陽(yáng)光下照射，不久試管液面上方有淺黃綠色氣體產(chǎn)生，將氣體通入NaOH溶液充分吸收后，還能收集到一種無(wú)色無(wú)味的氣體．寫出在陽(yáng)光照射下，混合液中反應(yīng)的化學(xué)方程式4HClO$\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$ 2H₂O+2Cl₂↑+O₂↑；．
若將KAl（SO₄）₂溶液換成硫酸亞鐵銨 （NH₄）₂SO₄FeSO₄溶液后，再與NaClO溶液混合，觀察到大試管中有紅褐色沉淀產(chǎn)生，同時(shí)溶液里現(xiàn)黃色，但沒有氣體生成．此時(shí)試管中發(fā)生反應(yīng)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(chǎn)生沉淀的質(zhì)量最大，寫出此時(shí)的離子反應(yīng)方程式2Ba²⁺+4OH^-+2SO₄^2-+Al³⁺=2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）NaClO為離子化合物，具有強(qiáng)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(yáng)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(yīng)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(jìn)，產(chǎn)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(yīng)；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(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（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(chǎn)生沉淀的質(zhì)量最大，此時(shí)生成硫酸鋇和偏鋁酸鉀．

解答 解：（1）NaClO為離子化合物，水解生成強(qiáng)氧化性物質(zhì)為次氯酸，次氯酸為共價(jià)化合物，H原子最外層1個(gè)電子，Cl原子最外層7個(gè)電子，O原子最外層6個(gè)電子，則其電子式為：，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(yáng)極生成NaClO，陰極生成氫氣，反應(yīng)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(yīng)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(jìn)，產(chǎn)生大量的白色膠狀沉淀和次氯酸，反應(yīng)的離子方程式為：3ClO^-+Al³⁺+3H₂O=3HClO+Al（OH）₃↓；將燒瓶中的混合液在陽(yáng)光照射下，不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生為氯氣，充分反應(yīng)后集氣瓶中收集到一種無(wú)色無(wú)味的氣體為氧氣．依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒寫出化學(xué)方程式配平得到：4HClO$\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2H₂O+2Cl₂↑+O₂↑；若將分液漏斗中的KAl（SO₄）₂溶液換成硫酸亞鐵銨（一種復(fù)鹽：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄）溶液，其他不變．打開分液漏斗活塞向燒瓶中滴入足量的硫酸亞鐵銨溶液．觀察到燒瓶中有紅褐色沉淀產(chǎn)生，但是沒有觀察到黃綠色氣體產(chǎn)生，亞鐵離子具有還原性，次氯酸根離子教育氧化性在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：3ClO^-+6Fe²⁺+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-，
故答案為：3ClO^-+Al³⁺+3H₂O=3HClO+Al（OH）₃↓；4HClO$\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2H₂O+2Cl₂↑+O₂↑；3ClO^-+6Fe²⁺+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-；
（3）假設(shè)SO₄^2-的物質(zhì)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(shí)生成1mol氫氧化鋁，1.5mol硫酸鋇，質(zhì)量為1mol×78g/mol+1.5mol×233g/mol=427.5g，
SO₄^2-剛好沉淀完全時(shí)，需要2molBa（OH）₂，即加入的Ba²⁺為2mol，OH^-為4mol，生成2molBaSO₄，1molAl³⁺與4molOH^-反應(yīng)生成1molAlO₂^-，沉淀的質(zhì)量為2mol×233g/mol=466g，則全完生成硫酸鋇時(shí)沉淀質(zhì)量最大，反應(yīng)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(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及電解、離子方程式的書寫以及計(jì)算等問題，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，注意把握與量有關(guān)的離子方程式的書寫，難度中等．