2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高考命題新動向情境命題系列二-亞氯酸鈉學(xué)案新人教版

情境命題系列(二)——亞氯酸鈉亞氯酸鈉是一種較溫和的氧化劑，通常情況下不會使纖維受到嚴(yán)重?fù)p傷，去雜效果比次氯酸鈉和雙氧水要好，特別是去除棉粒殼能力尤為顯著，可用于棉、合纖及混紡織物的漂白，但不適用于蛋白質(zhì)纖維的漂白。亞氯酸鈉漂白對設(shè)備要求高，生產(chǎn)本錢高，并且漂白過程中產(chǎn)生有毒物質(zhì)，因此生產(chǎn)上受到很大限制，目前多用于滌棉混紡織物的漂白。命題角度1：化工生產(chǎn)流程與制備1．亞氯酸鈉(NaClO2)具有強氧化性，受熱易分解，可作漂白劑、食品消毒劑等。Ⅰ.亞氯酸鈉的制備以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下：(1)“反響1〞中的氧化劑是__________(填化學(xué)式，下同)，母液中溶質(zhì)的主要成分是__________。(2)每有1molSO2參加反響，理論上可生成ClO2的物質(zhì)的量為__________mol。(3)如果將SO2換為Na2SO3和稀H2SO4，那么“反響1〞的離子方程式為___________________________________________________________________。(4)“反響2〞使用H2O2而不使用其他物質(zhì)的主要理由是___________________________________________________________________。Ⅱ.亞氯酸鈉的應(yīng)用(5)用亞氯酸鈉作水處理劑，水中可能殘留少量亞氯酸鈉，可以參加硫酸亞鐵除去殘留的亞氯酸鹽，硫酸亞鐵除可與亞氯酸鈉反響外，還可以起到的作用是___________________________________________________________________。(6)實驗室可用亞氯酸鈉和氯酸鈉在酸性條件下反響制備ClO2氣體。①上述反響的離子方程式為__________________________________________。②ClO2也可用于殺菌消毒，其消毒能力是等物質(zhì)的量Cl2的________倍。【解析】在以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程中，反響1中反響物為NaClO3和SO2，生成物為ClO2，Cl元素的化合價由＋5變?yōu)椋?，NaClO3為氧化劑，那么SO2為復(fù)原劑，其對應(yīng)氧化產(chǎn)物為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，因而反響1的化學(xué)方程式為2NaClO3＋SO2=2ClO2＋Na2SO4；反響2中反響物為ClO2、H2O2和NaOH，產(chǎn)物為NaClO2，Cl元素的化合價由＋4變?yōu)椋?，ClO2作氧化劑，那么H2O2作復(fù)原劑，結(jié)合氧化復(fù)原反響原理知2ClO2＋H2O2＋2NaOH=2NaClO2＋O2＋2H2O。(1)由以上分析，NaClO3作氧化劑，反響1的母液中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4；(2)結(jié)合反響1的化學(xué)方程式為2NaClO3＋SO2=2ClO2＋Na2SO4，觀察化學(xué)計量數(shù)知每有1molSO2參加反響，理論上可生成ClO2的物質(zhì)的量為2mol；(3)如果將SO2換為Na2SO3和稀H2SO4，NaClO3中ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))作氧化劑，被復(fù)原成氣體ClO2，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))作復(fù)原劑，被氧化成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，結(jié)合缺項配平知“反響1〞的離子方程式為2ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=2ClO2↑＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋H2O；(4)為了使ClO2更多地轉(zhuǎn)化為NaClO2，需要參加過量的H2O2，過量的試劑需除去，由于H2O2易分解為氧氣和水，所以“反響2〞使用H2O2而不使用其他物質(zhì)的主要理由是多余的H2O2可分解為氧氣和水，不引入其他雜質(zhì)；(5)硫酸亞鐵與亞氯酸鹽反響的離子方程式為4Fe2＋＋ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋4H＋=4Fe3＋＋Cl－＋2H2O，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋會發(fā)生水解，其方程式為Fe3＋＋3H2O?Fe(OH)3(膠體)＋3H＋，F(xiàn)e(OH)3具有膠體的性質(zhì)，可以吸附水中的雜質(zhì)，這就是硫酸亞鐵除可與亞氯酸鈉反響外，還可以起到的作用；(6)①亞氯酸鈉和氯酸鈉在酸性條件下反響制備ClO2氣體，其反響物為亞氯酸鈉和氯酸鈉，產(chǎn)物為ClO2，Cl元素化合價由＋3變?yōu)椋?或由＋5變?yōu)椋?，結(jié)合缺項配平的原理，離子方程式為ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H＋=2ClO2↑＋H2O；②ClO2用于殺菌消毒時Cl元素由＋4變?yōu)椋?，而Cl2用于殺菌消毒時Cl元素由0變?yōu)椋?，因而等物質(zhì)的量Cl2和ClO2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比為2×1∶5，ClO2的消毒能力是等物質(zhì)的量Cl2的eq\f(5,2)＝2.5倍。答案：(1)NaClO3Na2SO4(2)2(3)2ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=2ClO2↑＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋H2O(4)多余的H2O2可分解為氧氣和水，不引入其他雜質(zhì)(5)Fe2＋被氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋水解生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3具有膠體的性質(zhì)，可以吸附水中的雜質(zhì)(6)①ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H＋=2ClO2↑＋H2O②2.5命題角度2：電解原理2．NaClO2(亞氯酸鈉)是常用的消毒劑和漂白劑，工業(yè)上可采用電解法制備，工作原理如下圖。以下表達(dá)正確的選項是()A．假設(shè)直流電源為鉛蓄電池，那么b極為PbB．陽極反響式為ClO2＋e－=ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))C．交換膜左側(cè)NaOH的物質(zhì)的量不變，氣體X為Cl2D．制備18.1gNaClO2時理論上有0.2molNa＋由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移【解析】選C。A.左邊通入ClO2，ClO2得電子產(chǎn)生ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))，故左邊電極為陰極，連接電源的負(fù)極，鉛蓄電池Pb極為負(fù)極，那么a極為Pb，故A錯誤；B.電源b為正極，右側(cè)鉑電極為陽極，在陽極，氯離子失電子產(chǎn)生氯氣，電極反響式為2Cl－－2e－=Cl2，故B錯誤；C.交換膜左側(cè)NaOH不參與電極反響，物質(zhì)的量不變，根據(jù)選項B分析氣體X為Cl2，故C正確；D.電解池中陽離子向陰極移動，那么制備18.1gNaClO2即0.2mol時理論上有0.2molNa＋由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，故D錯誤。命題角度3：電解質(zhì)溶液曲線3．亞氯酸鈉是一種高效氧化劑漂白劑，主要用于棉紡、亞麻、紙漿等漂白。亞氯酸鈉(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))、Cl－等，其中HClO2和ClO2都具有漂白作用，但ClO2是有毒氣體；經(jīng)測定，25℃時各組分含量隨pH變化情況如下圖(Cl－沒有畫出)，那么以下分析正確的選項是()A.亞氯酸鈉在酸性條件下較穩(wěn)定B．25℃時，HClO2的電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka＝10－6C．pH越大，該漂白劑的漂白性能越好D．25℃，pH＝3時，NaClO2溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)=c(ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)))＋c(OH－)【解析】選B。A.由圖可以得出：堿性條件下ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))濃度高，即在堿性條件下亞氯酸鈉較穩(wěn)定，故A錯誤；B.HClO2的電離平衡常數(shù)Ka＝eq\f(c〔ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))〕·c〔H＋〕,c〔HClO2〕)，觀察圖象可以看出，當(dāng)pH＝6時，c(ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)