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↑，過濾，洗滌。將濾液和洗滌液合并再加過量的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⁺。現(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?1.90g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

（1）     Na₂SO₃　　　
（2）H₂SO₄　　　陽   1.93×l 0⁵C  （3）2ClO₂ + H₂O₂ + 2OH^－= 2ClO₂^－+ O₂↑+ 2H₂O
（4）87.1%
由關(guān)系式6Fe²⁺ ~ 3Sn²⁺ ~ Cr₂O₇^2–    得出n(Sn)="0.009" mol
∴�。�%＝
（5）Sn -2e^-=Sn²⁺  Zn-2e^-=Zn²⁺　　　    12.3g

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^->SO₄^2-,所以在陽極發(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)過程中發(fā)生的反應(yīng)為Sn²⁺+ 2Fe³⁺= Sn⁴⁺+ 2Fe²⁺, 6Fe²⁺+Cr₂O₇^2- +14H⁺= 6Fe³⁺+2Cr³⁺+ 7H₂O 。由方程式得關(guān)系式為：6Fe²⁺ ~ 3Sn²⁺ ~ Cr₂O₇^2–。n(Cr₂O₇^2-)= 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極為陽極。陽極電極反應(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)镾n的含量為87.1%，所以Sn合金的質(zhì)量為10.71g÷87.1%=12.3g.