Question

NaClO具有強氧化性，其溶液可用于游泳池及環(huán)境消毒．
（1）已知：
①Cl₂（g）+2NaOH（aq）=NaCl（aq）+NaClO（aq）+H₂O（l）△H=-101.1kJ?mol^-1
②3NaClO（aq）=2NaCl（aq）+NaClO₃（aq）△H=-112.2kJ?mol^-1
則3Cl₂（g）+6NaOH（aq）=5NaCl（aq）+NaClO₃（aq）+3H₂O（l）△H=

 

（2）工業(yè)上可用石墨電極電解飽和氯化鈉溶液制取次氯酸鈉溶液裝置如圖所示
①電源中，a電極名稱是

 

②用此裝置電解熱的氯化鈉溶液時會有部分氯酸鈉生成，若電解消耗了117g氯化鈉時，電路中共轉移的電子為8mol，則次氯酸鈉的產率為

 

（3）向次氯酸鈉溶液通入少量的CO₂，只生成次氯酸鈉和碳酸氫鈉，則相同溫度下，等物質的量濃度的Na₂CO₃、NaClO、NaHCO₃溶液的pH由大到小的順序為

 

．
（4）向盛有硫酸酸化的淀粉KI溶液的試管中，滴加少量次氯酸鈉溶液，會立即觀察到溶液變成藍色，該反應的離子方程式為

 

再向上述的藍色溶液中，繼續(xù)滴加Na₂SO₃溶液，又發(fā)現藍色溶液逐漸褪色，該反應的化學方程式為

 

．對比上述兩組實驗所得結果，比較ClO^-、I₂、SO₄^2- 三種微粒氧化性由強到弱的順序

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,氧化性、還原性強弱的比較,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）根據蓋斯定律來分析；
（2）用石墨電極電解飽和氯化鈉溶液的陽極反應：2Cl^--2e^-=Cl₂↑
   陰極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，故Cl₂是陽極產物，H₂和NaOH是陰極產物，故要想制得次氯酸鈉，即讓Cl₂和NaOH反應即可．
①從裝置圖可知看出，圖中上方的導氣管應是排出氫氣的，而且為了增大氯氣與NaOH的接觸面積，應使氯氣從下方產生；
②設出NaClO和NaClO₃的物質的量，然后根據氯原子的守恒和得失電子數守恒來列式，解方程組得出NaClO的物質的量，即可求出產率；
（3）向次氯酸鈉溶液通入少量的CO₂，只生成NaClO和NaHCO₃而不是HClO和Na₂CO₃，說明HClO能和Na₂CO₃反應生成NaClO和NaHCO₃，據此得出酸性強弱順序，然后根據酸越弱，對應的鹽就越水解來分析；
（4）次氯酸鈉具有強氧化性，I^-具有強還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成I₂和Cl^-，結合酸性環(huán)境寫出離子方程式，并根據氧化劑的氧化性強于氧化產物，比較出ClO^-和I₂氧化性強弱；I₂有較強的氧化性，SO₃^2-有較強的還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應生成I^-和SO₄^2-，據此寫出離子方程式，并根據氧化劑的氧化性強于氧化產物，比較出碘和SO₄^2-氧化性強弱．

解答： 解：（1）已知：
①Cl₂（g）+2NaOH（aq）=NaCl（aq）+NaClO（aq）+H₂O（l）△H=-101.1kJ?mol^-1
②3NaClO（aq）=2NaCl（aq）+NaClO₃（aq）△H=-112.2kJ?mol^-1
根據蓋斯定律可知：將①×3+②即可得：3Cl₂（g）+6NaOH（aq）=5NaCl（aq）+NaClO₃（aq）+3H₂O（l）△H=3×（-101.1kJ?mol^-1）+（-112.2kJ?mol^-1）=-415.5kJ?mol^-1，故答案為：-415.5kJ?mol^-1；
（2）用石墨電極電解飽和氯化鈉溶液的陽極反應：2Cl^--2e^-=Cl₂↑
   陰極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，故Cl₂是陽極產物，H₂和NaOH是陰極產物，故要想制得次氯酸鈉，即讓Cl₂和NaOH反應即可．
①從裝置圖可知看出，圖中上方的導氣管應是排出氫氣的，而且為了增大氯氣與NaOH的接觸面積，應使氯氣從下方產生，故b極為正極，則a極為負極，故答案為：負極；
②設出NaClO為Xmol，NaClO₃為Ymol，根據氯原子的守恒可知：X+Y=2  ①
根據得失電子數守恒可知：2X+6Y=8  ②，解①②方程組可知：X=1mol
Y=1mol
故次氯酸鈉的產率為

1mol

2mol

×100%=50%，故答案為：50%；
（3）向次氯酸鈉溶液通入少量的CO₂，只生成NaClO和NaHCO₃而不是HClO和Na₂CO₃，說明HClO能和Na₂CO₃反應生成NaClO和NaHCO₃，據此得出酸性強弱順序為：H2CO3＞HClO＞HCO₃^-，酸越弱，對應的鹽就越水解，故等物質的量濃度的Na₂CO₃、NaClO、NaHCO₃溶液的水解程度逐漸變小，則pH逐漸變小，故pH由大到小的順序為：pH（Na₂CO₃）＞pH（NaClO）＞pH（NaHCO₃），故答案為：pH（Na₂CO₃）＞pH（NaClO）＞pH（NaHCO₃）；
（4）次氯酸鈉具有強氧化性，I^-具有強還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成I₂，反應的離子方程式為2H⁺+2I^-+ClO^-=Cl^-+H₂O+I₂，生成的碘遇淀粉變藍，由于氧化劑為ClO^-，而I₂為氧化產物，而氧化劑的氧化性強于氧化產物，可知氧化性：ClO^-＞I₂；I₂與 SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應生成I^-和SO₄^2-，反應的離子方程式為SO₃^2-+H₂O+I₂=2I^-+SO₄^2-+2H⁺，單質碘被消耗導致藍色消失，反應中，I₂做氧化劑，SO₄^2-是氧化產物，故氧化性：I₂＞SO₄^2-，故ClO^-、I₂、SO₄^2- 三種微粒氧化性由強到弱的順序為：ClO^-＞I₂＞SO₄^2-．
故答案為：2H⁺+2I^-+ClO^-=Cl^-+H₂O+I₂； SO₃^2-+H₂O+I₂=2I^-+SO₄^2-+2H⁺，ClO^-＞I₂＞SO₄^2-．

點評：本題考查了蓋斯定律、電解池和鹽類水解以及離子方程式的書寫和氧化性的強弱比較，均為高考的高頻考點，綜合性較強，難度適中．