Question

二氧化氯是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂．请回答下列有关问题．
（1）ClO₂的制备方法比较实用的有数十种，下列方法是常见方法之一．
方法一：2NaClO₃+4HCl（浓）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O对于该反应，下列说法中正确的是

 

A．该反应中Cl₂是氧化产物
B．该反应中NaCl、ClO₂是还原产物
C．在反应中HCl既作氧化剂有具有酸的作用
D．1mol NaClO₃参加反应时，有1mol电子发生转移
E．1mol NaClO₃参加反应，理论上能得到33.6L气体
方法二：氯化钠电解法
该法工艺原理如下图．其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO₃）与盐酸反应生成ClO₂．指出工艺中方框中物质为

 

（填化学式），理由为

 

．

（2）将NCl₃与NaClO₂（亚氯酸钠）按物质的量之比1：6混合，在碱性溶液中恰好反应生成ClO₂，试写出该反应的离子方程式

 

．
（3）ClO₂能将电镀废水中的CN^-都氧化成无毒气体而除去，自身被还原为Cl^-，写出用ClO₂氧化除去CN^-的离子方程式

 

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Answer 1

考点：制备实验方案的设计,氧化还原反应,电解原理

专题：实验设计题,氧化还原反应专题,电化学专题

分析：（1）反应2NaClO₃+4HCl（浓）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O中，只有Cl元素化合价发生变化，NaClO₃为氧化剂，HCl为还原剂，并起到酸的作用；
电解槽中发生NaCl+3H₂O

电解  .

NaClO₃+3H₂↑，NaClO₃和盐酸发生歧化反应，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化学方程式为：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，合成HCl，发生器中生成的氯气不足，应补充氯气；
（2）NCl₃与NaClO₂按物质的量之比为1：6恰好反应生成ClO₂，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气；
（3）ClO₂氧化除去CN^-，生成氮气、二氧化碳和氯离子．

解答： 解：（1）A．Cl元素化合价升高，被氧化，则该反应中Cl₂是氧化产物，故A正确；
B．该反应中NaCl不是还原产物，故B错误；
C．在反应中HCl既作还原剂有具有酸的作用，故C错误
D．Cl元素化合价由+5价降低到+4价，则1mol NaClO₃参加反应时，有1mol电子发生转移，故D正确；
E．气体存在的条件未知，不能确定体积，
电解槽中发生NaCl+3H₂O

电解  .

NaClO₃+3H₂↑，NaClO₃和盐酸发生歧化反应，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化学方程式为：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，合成HCl，发生器中生成的氯气不足，应补充氯气；
故答案为：AD；Cl₂；在ClO₂发生器中反应生成的Cl₂少于合成HCl所需的量；
（2）NCl₃与NaClO₂按物质的量之比为1：6恰好反应生成ClO₂，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气，则该反应的离子反应为NCl₃+3H₂O+6ClO^-₂=6ClO₂↑+3Cl^-+3OH^-+NH₃↑，故答案为：NCl₃+3H₂O+6ClO^-₂=6ClO₂↑+3Cl^-+3OH^-+NH₃↑；
（3）ClO₂氧化除去CN^-的离子方程式为2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，故答案为：2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-．

点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应以及物质的制备方案的设计、电解原理等知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目难度中等．