在自来水消毒和工业上砂糖、油脂的漂白与杀菌过程中,亚氯酸钠(NaClO2)发挥着重要的作用.下图是生产亚氯酸钠的工艺流程图: <br/><img alt="1"

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-08-06 11:59:46 高中化学

在自来水消毒和工业上砂糖、油脂的漂白与杀菌过程中,亚氯酸钠(NaClO2)发挥着重要的作用.下图是生产亚氯酸钠的工艺流程图: 1已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O;②常温下,Ksp(FeS)=6.3×10﹣18;Ksp(CuS)=6.3×10﹣36;Ksp(PbS)=8×10﹣28③Ⅲ装置中电解硫酸钠溶液,阳极区生成氧气同时产生硫酸,阴极区生成氢气同时产生氢氧化钠.(1)I中发生反应的离子方程式为______ .(2)从滤液中得到NaClO2•3H2O晶体的所需操作依次是______(填写序号). a.蒸馏 b.蒸发浓缩 c.过滤 d.冷却结晶 e.灼烧(3)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,漂白织物时真正起作用的是HClO2 . 表是25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数:

弱酸

HClO2

HF

H2CO3

H2S

Ka/mol•L﹣1

1×10﹣2

6.3×10﹣4

K1=4.30×10﹣7K2=5.60×10﹣11

K1=9.1×10﹣8K2=l.1×10﹣12

①常温下,物质的量浓度相等的NaClO2、NaF、NaHCO3、Na2S四种溶液的pH由大到小的顺序为______(用化学式表示);②Na2S是常用的沉淀剂.某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是______;常温下,当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10﹣5mol•L﹣1)此时体系中的S2﹣的浓度为______ .(4)Ⅲ装置中若生成气体a的体积为1.12L(标准状况),则转移电子的物质的量为______

【答案】

(1)SO32﹣+2ClO3﹣+2H+=2C1O2+SO42﹣+H2O

(2)bdc

(3)pH(Na2S)>pH(NaHCO3)>pH(NaF)>pH(NaClO2);CuS;6.3×10﹣13mol/L

(4)0.2mol

【解析】

解:(1)由流程图可知I中目的是产生C1O2 , SO32﹣具有还原性,将ClO3﹣还原为C1O2 , 自身被氧化为SO42﹣ , 反应的离子方程式为:SO32﹣+2ClO3﹣+2H+=2C1O2+SO42﹣+H2O;所以答案是:SO32﹣+2ClO3﹣+2H+=2C1O2+SO42﹣+H2O;(2)从溶液中得到含结晶水的晶体,一般采取蒸发浓缩、冷却结晶方法,通过过滤得到粗晶体,所以操作顺序为:bdc;所以答案是:bdc;(3)①根据电离平衡常数可知酸性强弱顺序为:HClO2>HF>H2CO3>HS﹣ , 酸性越弱,对应钠盐中酸根离子水解程度越大,溶液的PH越大,故物质的量浓度相等各溶液pH关系为:pH(Na2S)>pH(NaHCO3)>pH(NaF)>pH(NaClO2);

所以答案是:pH(Na2S)>pH(NaHCO3)>pH(NaF)>pH(NaClO2);

②Ksp(FeS)=6.3×10﹣18;Ksp(CuS)=6.3×10﹣28;Ksp(PbS)=2.4×10﹣28 , 物质组成类型相同,溶度积越小,溶解度越小,滴加硫化钠,相应阳离子最先沉淀,故首先析出沉淀是CuS;最后析出沉淀是FeS,当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10﹣5mol•L﹣1),此时的S2﹣的浓度c(S2﹣)= 1 = 2 mol/L=6.3×10﹣13mol/L;

所以答案是:CuS;6.3×10﹣13mol/L;(4)据图知,III中电解质是Na2SO4 , 电解Na2SO4溶液时,阳极区生成氧气同时产生硫酸,阴极区生成氢气同时产生氢氧化钠,则阳极上电极反应式为:2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+ , 阴极电极反应式为:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣ , 左边流出硫酸,所以a气体是氧气,b气体是氢气、A是NaOH,A在阴极上生成,生成气体a的电极反应式:2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+ , 生成气体a的体积为1.12L(标准状况)即0.05mol,转移电子的物质的量为0.05mol×4=0.2mol;

所以答案是:0.2mol.

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