Question

（12分）工业以CH₃OH与NaClO₃为原料在酸性条件下制取ClO₂，同时产生CO₂气体，已知该反应分为两步进行，第一步为2ClO₃^- + 2Cl^- + 4H⁺ = 2ClO₂↑+ Cl₂↑+ 2H₂O。
（1）写出第二步反应的离子方程式   。
（2）工业生产时需在反应物中加少量Cl^-，其作用是   。
（3）生产中会发生副反应ClO₃^- + Cl^- + H⁺ - Cl₂↑+ H₂O（未配平），若测得反应后的混合气体中Cl₂的体积分数为3/73，则起始投料时CH₃OH与NaClO₃的物质的量之比为   。
（写出解题过程）

Answer 1

（1）CH₃OH + 3Cl₂ + H₂O = 6Cl^- + CO₂ + 6H⁺     （2分）     
（2）催化剂（2分） （3）1︰6.1（8分）

试题分析：根据题意得第一步反应的产物Cl₂应与另一种反应物CH₃OH反应，生成CO₂与Cl^-，故反应为CH₃OH + 3Cl₂ + H₂O = 6Cl^- + CO₂ + 6H⁺ ；Cl^-参与反应但反应前后没有变化，故为催化剂，起催化作用；（3）发生的反应方程式为①CH₃OH + 6ClO₃^- + 6H⁺ = CO₂↑+ 6ClO₂↑+5H₂O
②ClO₃^- + 5Cl^- + 6H⁺ = 3Cl₂↑+ 3H₂O
假设反应后混合气体的物质的量为73mol，则n(Cl₂)="3mol"
由反应①产物气体量的关系得n(CO₂)=10mol   n(ClO₂)=60mol
则n(CH₃OH)=10mol   n(ClO₃^-)=60mol
由反应②得该反应的n(ClO₃^-)=1mol
所以n(CH₃OH) ：n(ClO₃^-)=10：（60+1）=1:6  .1