Question

由于用氯气对饮用水消毒，会使水中的有机物发生氯化，生成有机含氯化合物于人体有害，世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法．建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯（ClO₂）．ClO₂极易爆炸，生产和使用时尽量用惰性气体稀释，避免光照、震动或加热．
（1）在ClO₂中，所有原子是否都满足8电子结构？

 

（填“是”或“否”）．
（2）欧洲一些国家用NaClO₃氧化浓盐酸来制取ClO₂，同时有Cl₂ 生成，且Cl₂ 的体积为ClO₂ 的一半．这一反应的化学方程式是

 

．
（3）浓盐酸在上述反应中显示出来的性质是

 

（填写编号）．
A．只有还原性  B．还原性和酸性  C．只有氧化性  D．氧化性和酸性
（4）若上述反应产生0.1mol Cl₂，转移电子的物质的量为

 

mol．
（5）ClO₂为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率（以单位质量得到电子数表示）是Cl₂的

 

倍．
（6）我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO₂）的柱内制得ClO₂，表示这一反应的化学方程式是

 

．和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是

 

．

Answer 1

考点：氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：卤族元素

分析：（1）根据最外层电子数结合化合价判断；
（2）氯酸钠和浓盐酸反应能生成二氧化氯、氯气、水和氯化钠；
（3）反应生成氯化钠和氯气，盐酸表现出酸性和还原性；
（4）由反应可知，1个Cl得到电子与1个Cl失去电子数目相同；结合Cl元素的化合价升高计算转移电子数；
（5）1molCl₂可以获得2mol电子，1molClO₂可以获得电子5mol电子，以此进行计算；
（6）NaClO₂、Cl₂以1：2反应生成ClO₂，还生成NaCl，生成的ClO₂中不含Cl₂杂质．

解答： 解：（1）Cl盐酸化合价为+4价，最外层有7个电子，形成的化合物中最外层电子数为11，故答案为：否；
（2）用NaClO₃氧化浓盐酸制取ClO₂，同时有Cl₂生成，且Cl₂体积为ClO₂的一半，氯酸钠和浓盐酸反应的化学方程式为：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl，
故答案为：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂+Cl₂+2NaCl+2H₂O；
（3）在反应2KClO₃+4HCl（浓）═2KCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O中，HCl中Cl元素的化合价由-1价升高0，则HCl具有还原性，又该反应生成盐KCl，则表现酸的酸性，故答案为：B；
（4）由Cl元素的化合价升高可知产生0.1mol Cl₂，则转移的电子的物质的量为0.1mol×2×（1-0）=0.2mol，故答案为：0.2；
（5）设质量都是71g，氯气得到的电子数为

71g

71g/mol

×2×1=2mol，
ClO₂得到的电子数为

71g

67.5g/mol

×1×5=

71×5

67.5

mol=

71

13.5

mol，
则ClO₂消毒的效率是Cl₂的倍数为

71 13.5 mol

2mol

=

71

27

≈2.63，
故答案为：2.63；
（6）NaClO₂、Cl₂以2：1反应生成ClO₂，还生成NaCl，该反应为2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl，生成的ClO₂中不含Cl₂杂质，对环境污染较小，
故答案为：2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂；对环境的污染较小．

点评：本题以氯气的制法来考查氧化还原反应，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握氧化还原反应中转移的电子数的计算，明确化合价的变化是分析的关键，难点是消毒效率的计算，题目难度中等．