Question

由于用氯气对饮用水消毒，会使水中的有机物发生氯代，生成有机含氯化合物，对人体有害，世界环保联盟即将全面禁止使用这种消毒方法，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分子中，氯元素的化合价是

 

．
（2）制备ClO₂的方法之一表述为：

 

KClO₃+

 

HCl（浓）=

 

KCl+

 

ClO₂↑+

 

Cl₂↑+

 

H₂O
①请完成该化学方程式并配平（系数填入框内）
②浓盐酸在反应中显示出来的性质是

 

（填编号）
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
③反应中被氧化与被还原的氯原子的物质的量之比为

 

；若产生0.1mol Cl₂，则转移的电子的物质的量为

 

mol．
（3）我国广泛采用将干燥空气稀释的氯气，通入填有固体氯酸钠（NaClO₃）的柱内制得ClO₂，二者物质的量之比为2：1，表示该反应的化学方程式是

 

，
（4）在酸性溶液中，用草酸钠（Na₂C₂O₄）还原NaClO₃也可制得ClO₂，表示这一反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应,氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：氧化还原反应专题,元素及其化合物

分析：（1）ClO₂中氧元素化合价为-2价，化合物中正负化合价的代数和为0；
（2）①Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，Cl元素由-1价升高为0，结合电子守恒和原子守恒分析；
②生成KCl体现酸性，生成氯气时Cl元素的化合价升高；
③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；
（3）NaClO₂、Cl₂以1：2反应生成ClO₂，还生成NaCl；
（4）发生氧化还原反应生成ClO₂、CO₂和水．

解答： 解：（1）ClO₂中氧元素化合价为-2价，Cl元素的化合价为0-（-2）×2=+4，故答案为：+4；
（2）①Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，Cl元素由-1价升高为0，由电子守恒和原子守恒可知，反应为2KClO₃+4HCl（浓）=2KCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：2；4；2；2；1；2；
②生成KCl体现酸性，生成氯气时Cl元素的化合价升高体现其还原性，则体现盐酸的酸性和还原性，故答案为：B；
③由反应可知，1个Cl得到电子与1个Cl失去电子数目相同，则被氧化与被还原的氯原子的物质的量之比为1：1，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：1：1；0.2；
（3）NaClO₂、Cl₂以2：1反应生成ClO₂，还生成NaCl，该反应为2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl，故答案为：2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl；
（4）发生氧化还原反应生成ClO₂、CO₂和水，离子反应为4H⁺+C₂O₄^2-+2ClO₃^-=2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O，故答案为：4H⁺+C₂O₄^2-+2ClO₃^-=2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O．

点评：本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应基本概念及转移电子的考查，注意分析习题中的信息及知识迁移应用，题目难度不大．