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(yè)、污水處理等。工業(yè)上生產(chǎn)NaClO2的工藝流程如下：

(1)ClO2氣體發(fā)生器中的反應(yīng)為：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，可用硫黃、濃硫酸代替原料中的SO2，其原因?yàn)?/span>____________(用化學(xué)方程式表示)。

(2)反應(yīng)結(jié)束后，向ClO2發(fā)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(yīng)方程式為________________________________。

(4)CO和聯(lián)氨(N2H4)的性質(zhì)及應(yīng)用的研究是能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)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(yīng)的離子方程式為_______________。

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

(5)聯(lián)氨的性質(zhì)類似于氨氣，將聯(lián)氨通入CuO濁液中，有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化如圖所示。

①在轉(zhuǎn)化過程中通入氧氣發(fā)生反應(yīng)后，溶液的pH將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。轉(zhuǎn)化中當(dāng)有1 mol N2H4參與反應(yīng)時(shí)，需要消耗O2的物質(zhì)的量為________。

②加入NaClO時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：

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

該反應(yīng)需在80℃以上進(jìn)行，其目的除了加快反應(yīng)速率外，還有_______________。

Answer 1

【答案】S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋ 2H2O驅(qū)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(lián)氨溶解度使其從溶液中逸出

【解析】

(1)二氧化氯發(fā)生器中的反應(yīng)為氯酸鈉與二氧化硫在濃硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而硫磺、濃硫酸也可以生成二氧化硫，反應(yīng)的方程式為： S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋ 2H2O；(2)反應(yīng)結(jié)束后，發(fā)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(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO2，反應(yīng)的離子方程式為：2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO2-＋O2＋2H2O。(4) ①該燃料電池中負(fù)極上一氧化碳失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，正極上氧氣得到電子生成還原反應(yīng)生成氫氧根離子，二氧化碳和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，所以電池反應(yīng)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(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為 CO＋O2－－2e－===CO2； (5) ①Cu(NH3)42+和氧氣反應(yīng)過程中，銅元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，氧元素化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?/span>-2價(jià)，氧氣得到電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以溶液的pH增大，轉(zhuǎn)化中當(dāng)有1molN2H4參與反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等分析，需要消耗氧氣的物質(zhì)的量為1mol。② 溫度高時(shí)氫氧化銅分解，且氣體溶解度隨溫度升高而降低，從而促進(jìn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，故答案為：氫氧化銅分解、降低聯(lián)氨溶解度使其從溶液中逸出。