Question

二氧化氯（ClO₂）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂．与Cl₂相比，ClO₂不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物．
（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=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O
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方法一：当有0.4mol电子发生转移时，得到的还原产物为

 

 mol．
②方法二：该反应中H₂O₂

 

（填序号）．
a．发生氧化反应       b．仅做氧化剂
c．既被氧化又被还原   d．既未被氧化也未被还原
③方法三的化学反应方程式为：

 

．
（2）纤维素还原法制ClO₂是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物葡萄糖（C₆H₁₂O₆）与NaClO₃在稀硫酸存在的条件下，反应生成ClO₂和CO₂等产物．写出该反应的化学方程式：

 

．
（3）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的CN^-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl^-．处理含CN^-相同量的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的

 

倍．
（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

 

．
（5）某工厂污水中含CN^-a mg/L，处理100m³这种污水，至少需要ClO₂

 

 mol．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,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,卤族元素

分析：（1）①2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，被还原，有2mol电子转移生产2mol还原产物ClO₂；
②2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O中，H₂O₂中的O元素化合价升高；
③氯酸钠（NaClO₃）、亚硫酸钠（Na₂SO₃）和硫酸共热制备二氧化氯，还生成硫酸钠和水；
（2）葡萄糖（C₆H₁₂O₆）与NaClO₃在稀硫酸存在的条件下，反应生成ClO₂和CO₂等产物，还生成硫酸钠和水；
（3）由化合价变化计算转移等电子时的物质的量；
（4）ClO₂氧化除去CN^-，生成氮气、二氧化碳和氯离子；
（5）结合氧化还原反应方程式计算．

解答： 解：（1）①2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，被还原，有2mol电子转移生产2mol还原产物ClO₂，则当有0.4mol电子发生转移时，得到的还原产物为0.4mol，故答案为：0.4；
②2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O中，H₂O₂中的O元素化合价升高，作还原剂，发生氧化反应，故答案为：a；
③氯酸钠（NaClO₃）、亚硫酸钠（Na₂SO₃）和硫酸共热制备二氧化氯，还生成硫酸钠和水，反应为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，
故答案为：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（2）葡萄糖（C₆H₁₂O₆）与NaClO₃在稀硫酸存在的条件下，反应生成ClO₂和CO₂等产物，还生成硫酸钠和水，反应为24NaClO₃+C₆H₁₂O₆+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+12Na₂SO₄+18H₂O，故答案为：24NaClO₃+C₆H₁₂O₆+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+12Na₂SO₄+18H₂O；
（3）处理含CN^-相同量的电镀废水，转移电子相同，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的

4-(-1)

2×[0-(-1)]

=2.5倍，故答案为：2.5；
（4）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^-；
（5）含CN^-a mg/L，处理100m³这种污水，n（CN^-）=

100×103L×a×10-3g

26g/mol

=

50a

13

mol，由2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-可知，至少需要ClO₂

50a

13

mol，故答案为：

50a

13

．

点评：本题考查氧化还原反应及计算，为高考高频考点，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、分析能力和计算能力的考查，题目难度不大．