Question

11．Cl₂、ClO₂、K₂FeO₄（高鐵酸鉀）在生產(chǎn)、生活中廣泛用于漂白和殺菌消毒．根據(jù)所學(xué)知識及實驗事實回答下列問題：

（1）已知高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，在水溶液中能發(fā)生如下反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．根據(jù)此反應(yīng)可知高鐵酸鉀在堿性的水溶液中比較穩(wěn)定．（填“酸性”、“中性”或“堿性”）
高鐵酸鉀常見制備方法之一是：在堿性條件下，由Fe（NO₃）₃與NaClO反應(yīng)生成，完成并配平該反應(yīng)的離子方程式：□ClO^-+□Fe³⁺+□10 OH^-═□FeO₄^2-+□Cl^-+□5H₂O
（2）ClO₂的氧化性與Cl₂相近，在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛．實驗室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO₂：
[注：NCl₃中N元素為-3價，Cl為+1價]
請仔細(xì)分析圖1中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，結(jié)合氧化還原反應(yīng)規(guī)律完成下面2小題
①電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
②溶液X中大量存在的兩種陰離子是Cl^-、OH^-．
（3）①用燒堿溶液吸收Cl₂可制得漂白液，據(jù)此判斷漂白液的有效成分為NaClO；
②研究漂白液的穩(wěn)定性對其生產(chǎn)和保存有實際意義．30℃時，pH=11的不同濃度的三份漂白液中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω隨時間變化如圖2：分解速率v（ I）、v（Ⅱ）的大小關(guān)系是v（I）＞v（Ⅱ），其原因是在相同條件下，次氯酸鈉的濃度越高其分解速率越大．

Answer 1

分析 （1）由4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑可知，堿性溶液在可抑制高鐵酸鉀與水反應(yīng)；ClO^-+□Fe³⁺═□FeO₄^2-+□Cl^-中，Cl元素的化合價降低，F(xiàn)e元素的化合價升高，結(jié)合電子、電荷及原子守恒分析；
（2）實驗室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO₂，由轉(zhuǎn)化圖可知，電解生成氫氣、NCl₃；NCl₃與NaClO₂反應(yīng)生成ClO₂、NH₃，則反應(yīng)物中有水參加反應(yīng)，生成物中X含NaOH、NaCl；
（3）①用燒堿溶液吸收Cl₂可制得漂白液，反應(yīng)生成NaCl、NaClO，NaClO具有強氧化性；
②由30℃時，pH=11的不同濃度的三份漂白液中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω隨時間變化圖可知，I的分解速率隨其濃度增大而增大．

解答 解：（1）由4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑可知，堿性溶液在可抑制高鐵酸鉀與水反應(yīng)，則在堿性溶液中可穩(wěn)定存在；ClO^-+□Fe³⁺═□FeO₄^2-+□Cl^-中，Cl元素的化合價降低，F(xiàn)e元素的化合價升高，由電子、電荷及原子守恒可知，離子反應(yīng)為3ClO^-+2Fe³⁺+10 OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：堿性；3；2；10 OH^-；2；3；5H₂O；
（2）實驗室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO₂，由轉(zhuǎn)化圖可知，電解生成氫氣、NCl₃；NCl₃與NaClO₂反應(yīng)生成ClO₂、NH₃，則反應(yīng)物中有水參加反應(yīng)，生成物中X含NaOH、NaCl，
①電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃，故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃；
②X含NaOH、NaCl，溶液X中大量存在的兩種陰離子是Cl^-、OH^-，故答案為：Cl^-、OH^-；
（3）①用燒堿溶液吸收Cl₂可制得漂白液，反應(yīng)生成NaCl、NaClO，NaClO具有強氧化性，漂白液的有效成分為NaClO，故答案為：NaClO；
②由30℃時，pH=11的不同濃度的三份漂白液中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω隨時間變化圖可知，在相同條件下，次氯酸鈉的濃度越高其分解速率越大，則分解速率v（I）＞v（Ⅱ），故答案為：v（I）＞v（Ⅱ）；在相同條件下，次氯酸鈉的濃度越高其分解速率越大．

點評 本題考查物質(zhì)的性質(zhì)及氧化還原反應(yīng)、電解等，注重高頻考點的考查，把握習(xí)題中的信息及相關(guān)反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．