Question

12．亞氯酸（HClO₂）是一種中強酸，易分解，亞氯酸及其鹽類在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境治理等方面用途非常廣泛．回答下列問題：
（1）HClO₂中氯元素的化合價為+3；亞氯酸不穩(wěn)定，易分解為Cl₂、ClO₂和H₂O，分解后的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為6：1．
（2）已知常溫下K_a（HClO₂）=1.1×10^-2，則反應HClO₂+OH^-?ClO${\;}_{2}^{-}$+H₂O在常溫下的平衡常數(shù)K=1.1×10¹²．
（3）亞氯酸可用于脫除氦氧化物和硫氧化物，當其他條件不變時，測得脫除率與吸收液pH的關系如圖所示．已知：Cl₂和ClO₂溶于水后更易與SO₂和NO反應．

①亞氯酸鹽脫除SO₂的離子方程式為2SO₂+ClO₂^-+2H₂O═2SO₄^2-+Cl^-+4H⁺．
②pH越小，脫除率越大，其原因是亞氯酸鹽的氧化性在酸性條件下較強，pH較小時有利于釋放出ClO₂即Cl₂，溶于水可提高脫除率．

Answer 1

分析 （1）HClO₂中，O為-2價，H為+1價，根據(jù)化合價代數(shù)和為0計算Cl的化合價，亞氯酸不穩(wěn)定，易分解為Cl₂、ClO₂和H₂O，根據(jù)電子得失守恒計算；
（2）根據(jù)多重平衡規(guī)則計算反應HClO₂+OH^-?ClO₂^-+H₂O在常溫下的平衡常數(shù)K；
（3）①亞氯酸鹽脫除SO₂，反應為SO₂將ClO₂^-還原，反應生成SO₄^2-和Cl^-，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
②pH越小，脫除率越大，考慮pH越小時，酸性越強，亞氯酸鹽在pH較小時氧化性較強，有利于反應進行．

解答 解：（1）HClO₂中，O為-2價，H為+1價，根據(jù)化合價代數(shù)和為0，則Cl的化合價為+3，
亞氯酸不穩(wěn)定，易分解為Cl₂、ClO₂和H₂O，氧化產(chǎn)物為ClO₂，還原產(chǎn)物為Cl₂，根據(jù)電子得失守恒，則n（ClO₂）×（4-3）=n（Cl₂）×（2×3），即n（ClO₂）：n（Cl₂）=6：1，
故答案為：+3；6：1；
（2）已知常溫下K_a（HClO₂）=1.1×10^-2，反應HClO₂+OH^-?ClO₂^-+H₂O，根據(jù)多重平衡規(guī)則，該反應的化學平衡常數(shù)為K=$\frac{c（Cl{O}_{2}^{-}）}{c（HCl{O}_{2}）c（O{H}^{-}）}$=$\frac{c（Cl{O}_{2}^{-}）}{c（HCl{O}_{2}）c（O{H}^{-}）}$•$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{a}（HCl{O}_{2}）}{{K}_{w}}$=$\frac{1.1×1{0}^{-2}}{1{0}^{-14}}$=1.1×10¹²，
故答案為：1.1×10¹²；
（3）①亞氯酸鹽脫除SO₂，反應為SO₂將ClO₂^-還原，反應生成SO₄^2-和Cl^-，為氧化還原反應，則亞氯酸鹽脫除SO₂的離子方程式為：2SO₂+ClO₂^-+2H₂O═2SO₄^2-+Cl^-+4H⁺，
故答案為：2SO₂+ClO₂^-+2H₂O═2SO₄^2-+Cl^-+4H⁺；
②pH越小，脫除率越大，考慮pH越小時，酸性越強，亞氯酸鹽在pH較小時氧化性較強，有利于反應進行，其原因為：亞氯酸鹽的氧化性在酸性條件下較強，pH較小時有利于釋放出ClO₂即Cl₂，溶于水可提高脫除率，
故答案為：亞氯酸鹽的氧化性在酸性條件下較強，pH較小時有利于釋放出ClO₂即Cl₂，溶于水可提高脫除率．

點評 本題考查化學原理部分知識，包含氧化還原反應的計算，注意守恒法的運用，化學平衡常數(shù)的計算，題目難度不大，均為高頻考點，需要掌握這方面的知識．