Question

二氧化氯是目前国际上公认的新一代高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂．
（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
方法二：2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂
方法三：实验室常用氯酸钠（NaClO₃）、亚硫酸钠（Na₂SO₃）和硫酸共热制备二氧化氯
①比较方法一和方法二，哪种方法更好？

 

，说明理由

 

②方法三的化学反应方程式为：

 

（2）二氧化氯做消毒剂时，被还原成Cl^-，它的消毒效率是同质量常用消毒剂NaClO（84消毒液的主要成分）的

 

倍．
（3）某同学欲对用ClO₂消毒过的自来水进行Cl^-含量的测定（假设ClO₂全部转化为Cl^-），实验过程如下：向30.00mL水样中加几滴K₂CrO₄溶液作指示剂，用0.001000mol/L AgNO₃溶液滴定，当有砖红色Ag₂CrO₄沉淀出现时，达到滴定终点，此时用去AgNO₃溶液12.12mL．①水样中Cl^-的物质的量浓度是

 

；
②如在滴定终点时，测得溶液中的CrO₄^2-浓度是3.000×10 ^-3 mol/L，则此时溶液中Cl^-的浓度为

 

．（已知K_SP（AgCl）=1.77×10 ^-10，K_SP（Ag₂CrO₄）=2.70×10^-12）
（4）ClO₂在杀菌消毒的同时，可将剧毒氰化物氧化成无毒气体而除去，写出用ClO₂氧化除去CN^-的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：氯、溴、碘及其化合物的综合应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题,卤族元素

分析：（1）①由给定的方法可知，方法二生成固体二氧化氯，没有毒副产品，从反应的安全性和环保两个角度来回答；
②用氯酸钠（NaClO₃）、亚硫酸钠（Na₂SO₃）和硫酸共热会产生二氧化氯、硫酸钠以及水；
（2）根据等质量的二氧化氯和次氯酸钠做氧化剂过程中转移的电子的量来计算消毒效率；
（3）①由利用Ag⁺+Cl^-=AgCl↓计算水样中Cl^-的物质的量及其浓度；
②当有砖红色Ag₂CrO₄沉淀出现时，达滴定终点，利用K_sp（Ag₂CrO₄）计算c（Ag⁺），再利用Ksp（AgCl）计算此时溶液中Cl^-的浓度．
（4）ClO₂可将剧毒氰化物氧化成无毒气体氮气而除去，据此书写离子方程式．

解答： 解：（1）①比较方法一和方法二，方法一的缺点是会产生大量的氯气，不仅产率低，而且产品难以分离，同时很可能造成环境污染，方法二安全性好，没有产生毒副产品，故答案为：方法二；方法一的缺点是会产生大量的氯气，不仅产率低，而且产品难以分离，同时很可能造成环境污染，方法二安全性好，没有产生毒副产品；
②用氯酸钠（NaClO₃）、亚硫酸钠（Na₂SO₃）和硫酸共热会产生二氧化氯、硫酸钠以及水，即2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂+H₂O，故答案为：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂+H₂O；
（2）二氧化氯做消毒剂时，被还原成Cl^-，质量是m的二氧化氯转移电子是

5m

67.5

mol，次氯酸铵做消毒剂时，被还原成Cl^-，质量是m的次氯酸钠转移电子是

2m

74.5

mol，所以二者的消毒效率之比是：

5m

67.5

mol：

2m

74.5

mol=2.76，故答案为：2.76；
（3）①由Ag⁺+Cl^-=AgCl↓可知，n（Cl^-）=12.12×0.001L×0.001000mol?L^-1=12.12×10^-6mol，所以水样中c（Cl^-）=

12.12×10-6mol

30×10-3L

=4.04×10^-4 mol?L^-1，
故答案为：4.04×10^-4 mol?L^-1；
②当c（CrO₄^2-）=5.00×10^-3 mol?L^-1出现砖红色沉淀时，由Ksp（Ag₂CrO₄）和 c（CrO₄^2-）=3.00×10^-3，得c（Ag⁺）=

2.70×10-12 3.000×10-3

=3.00×10^-5 mol?L^-1，
所以c（Cl^-）=

1.77×10-10

3.00×10-5

=5.90×10^-6 mol?L^-1，故答案为：5.90×10^-6 mol?L^-1；
（4）ClO₂可将剧毒氰化物氧化成无毒气体氮气、二氧化碳而除去，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：本题考查学生含卤族元素的物质的性质以及沉淀溶解平衡的有关计算知识，注意知识的归纳和梳理是关键，难度中等．