Question

9．氯元素可以形成HClO、HClO₂、HClO₃、HClO₄多種含氧酸．
（1）HClO₂中Cl元素的化合價(jià)是+3；已知常溫下HClO₂的電離常數(shù)K_a=1.0×10^-2，則1.0mol•L^-1NaClO₂溶液的pH 約為8．
（2）實(shí)驗(yàn)室常用Ba（ClO₃）₂溶液稀硫酸反應(yīng)制HClO₃溶液，其反應(yīng)的化學(xué)方程式Ba（ClO₃）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HClO₃；將反應(yīng)后溶液在減壓下濃縮可得到30%的HClO₃溶液，選擇減壓濃縮的可能原因是：防止HClO₃分解．
（3）KClO₃是焰火、照明彈等的主要成分．以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液，用下述裝置生產(chǎn)KClO₃：
①a電極的電極名稱是陽極；電解過程中產(chǎn)生ClO₃^-的電極反應(yīng)式為：Cl^-+6OH^--6e^-=ClO₃^-+3H₂O；
②當(dāng)電路上轉(zhuǎn)移0.6mol 電子時，交換膜右側(cè)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少10.8g．
③電解一段時間后，將電解液與KCl溶液混合即可反應(yīng)析出KClO₃晶體，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、干燥即可獲得KClO₃晶體粗品．

Answer 1

分析 （1）化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，NaClO₂溶液中Kh=$\frac{Kw}{Ka}$；
（2）由反應(yīng)物、生成物書寫化學(xué)反應(yīng)，HClO₃不穩(wěn)定；
（3）由圖可知，OH^-向a移動，則a為陽極，c為電源的正極，陽極氯離子失去電子生成ClO₃^-；結(jié)合電子守恒計(jì)算溶液質(zhì)量，結(jié)合溶解度差異分離出產(chǎn)品．

解答 解：（1）化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，HClO₂中Cl元素的化合價(jià)是0-1-（-2）×2=+3；已知常溫下HClO₂的電離常數(shù)K_a=1.0×10^-2，NaClO₂溶液中Kh=$\frac{Kw}{Ka}$，則1.0mol•L^-1NaClO₂溶液的c²（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2}}$×1mol/L，c（OH^-）=10^-6mol/L，可知c（H⁺）=10^-8mol/L，pH 約為8，
故答案為：+3；8；
（2）Ba（ClO₃）₂溶液稀硫酸反應(yīng)制HClO₃溶液，還生成硫酸鋇，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ba（ClO₃）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HClO₃；將反應(yīng)后溶液在減壓下濃縮可得到30%的HClO₃溶液，選擇減壓濃縮的可能原因是防止HClO₃分解，
故答案為：Ba（ClO₃）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HClO₃；防止HClO₃分解；
（3）①由圖可知，OH^-向a移動，則a為陽極；電解過程中產(chǎn)生ClO₃^-的電極反應(yīng)式為Cl^-+6OH^--6e^-=ClO₃^-+3H₂O，
故答案為：陽極；Cl^-+6OH^--6e^-=ClO₃^-+3H₂O；
②氫氧根離子移向左側(cè)，右側(cè)氫離子放電，則減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，當(dāng)電路上轉(zhuǎn)移0.6mol 電子時，由H₂O～e^-～H⁺，交換膜右側(cè)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少0.6mol×18g/mol=10.8g，故答案為：10.8；
③電解一段時間后，將電解液與KCl溶液混合即可反應(yīng)析出KClO₃晶體，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、干燥即可獲得KClO₃晶體粗品，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評 本題考查弱電解質(zhì)的電離常數(shù)應(yīng)用、電解原理制備物質(zhì)的應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握Kw、Ka、Kh的關(guān)系及電解原理等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．