亚氯酸钠常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知：NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件

题文

亚氯酸钠（NaClO₂）常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：



已知：NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O。
（1）吸收塔内发生反应的化学方程式为_____________________（配平化学方程式）。该工艺流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是强氧化剂，它们都能和浓盐酸反应制取Cl₂。若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl₂，当生成5 mol Cl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为________克。
（2）从滤液中得到的NaClO₂·3H₂O晶体的操作依次是__________（填写序号）。
a.蒸馏      b.灼烧      c.过滤      d.冷却结晶
（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。下表是25℃时HClO₂及几种常见弱酸的电离平衡常数：



①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为____________；体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：______________（填“前者大”“相等”或“后者大”）。
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_______；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S^2-的浓度为____。
已知

题型：未知 难度：其他题型

答案

（14分）（1）2NaOH+2ClO₂+H₂O₂＝2NaClO₂+2H₂O+O₂↑  71（每空2分，共4分）（2）dc（2分）
（3）①Na₂S＞NaCN＞NaF＞NaClO₂  前者大（每空2分，共4分）
②CuS   6.3×10^－13mol/L（每空2分，共4分）

解析

（1）根据流程信息可知，吸收塔内生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合价降低，被还原；则H₂O₂必定被氧化，有氧气产生，因此反应的化学方程式为2NaOH+2ClO₂+H₂O₂＝2NaClO₂+2H₂O+O₂↑；二氧化氯和浓盐酸制取Cl₂时，二氧化氯中氯元素的化合价从＋4价降低到0价，得到4个电子。氯化氢中氯元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，则根据电子的得失守恒可知，氧化剂和还原剂大的物质的量之比是1:4，还原产物和氧化产物的物质的量之比也是1:4。因此当生成5 mol Cl₂时，通过还原反应制得氯气的物质的量是1mol，质量为71g。
（2）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体，所以操作顺序为dc。
（3）①酸越弱，相应的钠盐越容易水解，溶液的碱性越强，pH越大。酸的电离平衡常数越小，酸越弱，所以根据电离平衡常数可知，酸性强弱顺序是HClO₂＞HF＞H₂S＞HCN＞HS^－，则常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为Na₂S＞NaCN＞NaF＞NaClO₂；根据电荷守恒可知在NaF、NaCN两溶液中存在c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(F^－)、c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(CN^－)，因此两溶液中所含阴阳离子总数分别是n(Na^＋)＋n(H^＋)＋n(OH^－)＋n(F^－)＝2 n(Na^＋)＋2n(H^＋)、n(Na^＋)＋n(H^＋)＋n(OH^－)＋n(CN^－)＝2 n(Na^＋)＋2n(H^＋)。在物质的量浓度相等的条件下，NaF溶液的碱性弱于NaCN溶液的碱性，则NaF溶液中氢离子的浓度大于NaCN溶液中氢离子的浓度，因此积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为前者大。
②根据溶度积常数可知，CuS的溶度积常数最小，所以向含有等浓度的Cu²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺离子的溶液中，滴加Na₂S溶液后首先析出的沉淀是CuS。最后析出的是FeS沉淀，当溶液中c(Fe²⁺)＝10^-5mol/L时，根据FeS的溶度积常数可知，溶液中c(S^2－)＝

＝6.3×10^－13mol/L。

考点

据考高分专家说，试题“亚氯酸钠（NaClO2）常用于水的消毒和.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

null

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。