Question

16．用广谱高效的二氧化氯（ClO₂）替代液氯进行消毒，可避免产生对人体健康有害的有机氯代物．
（1）二氧化氯（ClO₂）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，它可由KClO₃在H₂SO₄存在下与Na₂SO₃反应制得．请写出反应的离子方程式：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺+SO₄^2-═2ClO₂↑+2SO₄^2-+H₂O．
（2）漂白剂亚氯酸钠（NaClO₂）在常温黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为：HClO₂→ClO₂↑+H⁺+Cl^-+H₂O（未配平）．当1molHClO₂发生分解反应时，转移的电子个数是0.8N_A．
（3）有效氯含量是含氯消毒剂的一个重要指标，有效氯含量的定义为：从HI中氧化出相同量的I₂所需Cl₂的质量与指定含氯消毒剂的质量之比，常用百分数表示．则ClO₂的有效氯含量是263%．

Answer 1

分析 （1）KClO₃在H₂SO₄存在下与Na₂SO₃发生氧化还原反应，反应生成二氧化氯，硫酸钠和水，结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
（2）根据化合价变化来配平书写离子方程式，依据方程式中定量关系计算转移的电子数；
（3）由Cl₂ +2HI=I₂+2HCl、2ClO₂+10HI=2HCl+5I₂+4H₂O，结合从HI中氧化出相同量的I₂所需Cl₂的质量与指定含氯消毒剂的质量之比计算．

解答 解：（1）由信息可知，KClO₃在H₂SO₄存在下与Na₂SO₃发生氧化还原反应，反应生成二氧化氯，硫酸钠和水，发生反应的化学方程式为：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄═2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，离子方程式为：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺+SO₄^2-═2ClO₂↑+2SO₄^2-+H₂O，
故答案为：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺+SO₄^2-═2ClO₂↑+2SO₄^2-+H₂O；
（2）由HClO₂→ClO₂↑+H⁺+Cl^-+H₂O可知，反应物中Cl元素的化合价既升高又降低，配平得到离子方程式为：5HClO₂=4ClO₂↑+H⁺+Cl^-+2H₂O，反应中每5molHClO₂分解电子转移总物质的量为4mol，当有1molHClO₂分解时，转移的电子数为$\frac{4}{5}$×N_Amol^-1=0.8N_A，
故答案为：0.8N_A；
（3）由Cl₂ +2HI=I₂+2HCl、2ClO₂+10HI=2HCl+5I₂+4H₂O可知，均生成5molI₂时需要氯气、二氧化氯的物质的量比为5：2，所以ClO₂的有效氯含量为$\frac{5×71}{2×67.5}$×100%=263%，
故答案为：263%．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，把握习题中的信息及发生的氧化还原反应为解答的关键，侧重学生分析能力及计算能力的考查，题目难度中等．