Question

二氧化氯（ClO₂）為一種黃綠色氣體，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑．
（1）工業(yè)上制備ClO₂的反應原理為2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl．
①濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是

 

A．只有還原性B．還原性和酸性C．只有氧化性D．氧化性和酸性
②若上述反應中產生0.1mol Cl₂，則轉移電子的物質的量為

 

mol．
（2）ClO₂與KOH溶液的反應和Cl₂與KOH的反應類似，且氧化產物與還原產物的物質的量之比為5：1，請寫出該反應的化學方程式

 

．
（3）ClO₂對污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明顯的去除效果．某工廠污水中含CN^-a mg/L，則①其中CN^-的物質的量濃度為

 

mol/L（用含a的代數式表示）；②現用ClO₂將CN^-氧化，產物均無污染，且有兩種氣體生成，其離子反應方程式為

 

；③處理100m³這種污水，至少需要ClO₂

 

mol（用含a的代數式表示）．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,氯、溴、碘及其化合物的綜合應用

專題：氧化還原反應專題,鹵族元素

分析：（1）2NaClO₃+4HCl（濃）=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl中，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，Cl元素的化合價由-1價升高為0；
（2）根據ClO₂在堿溶液中發(fā)生岐化其氧化產物和還原產物的物質的量比為5：1，可知Cl的化合物由+4變?yōu)?1和+5，還原產物為Cl^-，氧化產物為ClO₃^-；
（3）某工廠污水中含CN^-a mg/L，根據n=

m

M

=cV計算；ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，應生成氮氣與二氧化碳，同時生成氯離子；根據方程式計算需要ClO₂的物質的量．

解答： 解：（1）①HCl中的氯元素在產物存在于Cl₂，氯元素的化合價升高，氯元素被氧化，HCl起還原劑作用，同時存在NaCl中氯元素的化合價未變化，故HCl還起酸的作用，故答案為：B；
②Cl₂是氧化產物，氯元素的化合價由-1價升高為0價，轉移電子物質的量為0.1mol×2×（1-0）=0.2mol，故答案為：0.2；
（2）根據ClO₂在堿溶液中發(fā)生岐化其氧化產物和還原產物的物質的量比為5：1，可知Cl的化合物由+4變?yōu)?1和+5，還原產物為NaCl，氧化產物為NaClO₃，
因此化學方程式為：6ClO₂+6KOH=KCl+5KClO₃+3H₂O，故答案為：6ClO₂+6KOH=KCl+5KClO₃+3H₂O；
（3）①某工廠污水中含CN^-a mg/L，則c=

a×10-3g 26

1L

=

a×10-3

26

mol/L，故答案為：

a×10-3

26

；
②ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，應生成氮氣與二氧化碳，同時生成氯離子，反應離子方程式為：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-，
故答案為：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-；
③100m³廢水中CN^-質量=100m³×ag/m³=100ag，CN^-的物質的量為

100ag

26g/mol

=

50a

13

mol，由方程式可知，至少需要ClO₂的物質的量=

50a

13

mol，故答案為：

50a

13

mol．

點評：本題考查氧化還原反應、常用化學用語、化學計算等，題目難度中等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具有扎實的基礎與分析解決問題的能力．