Question

二氧化碳（ClO₂）为一种黄绿色气体，是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂，制备ClO₂的方法有多种．
（1）纤维素还原法制ClO₂，其原理是：纤维素水解得到的最终产物A与NaClO₃反应生成ClO₂完成反应的化学方程式：
□

 

+24NaCl0₃+12H₂SO₄═□ClO₂↑+□CO₂↑+18H₂O+□

 

（2）电解食盐水制取ClO₂，其流程图如下：

①粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，除杂操作时，往粗盐水中加入试剂的顺序依次为

 

（填化学式）充分反应后将沉淀一并滤去，在加入盐酸．
②食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO₃）与盐酸在发生器中反应生成ClO₂，写出发生器中生成ClO₂的化学方程式：

 

③上述流程中，可循环利用的物质有

 

；按照绿色化学原则，电解槽阴极的产物

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）纤维素为多糖，水解最终产物为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有还原性，可将NaClO₃还原得到ClO₂．Cl从+5到+4价，降低1价，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均价为0，到+4价，升高4价，然后配平得到；
（2）①碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来；除镁离子用氢氧化钠，除钙离子用碳酸钠，除硫酸根离子用氯化钡，所加试剂要过量，为了将多余的杂质除掉，碳酸钠必须放在氯化钡的后面；
②根据流程图可知道：食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO₃），NaClO₃和HCl反应，生成ClO₂，可以写出方程式；
③根据流程中物质的转化确定可以循环使用的物质，电解池的阴极上是氢离子得电子的还原反应．

解答： 解：（1）纤维素为多糖，水解最终产物为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有还原性，可将NaClO₃还原得到ClO₂．Cl从+5到+4价，降低1价，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均价为0，到+4价，升高4价，则配平后的化学方程式为1 C₆H₁₂O₆+24 NaClO₃+12H₂SO₄=24 ClO₂↑+6 CO₂↑+18H₂O+12 Na₂SO₄，
故答案为：1；C₆H₁₂O₆；24；6；12；Na₂SO₄；
（2）①有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-，应注意碳酸钠在钡试剂之后，是为除去过量的钡离子，而Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-除杂不分先后，则试剂加入顺序为NaOH-BaCl₂-Na₂CO₃或BaCl₂-NaOH-Na₂CO₃，
故答案为：BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH（或NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃）；
②电解食盐水得到氯酸钠（NaClO₃）和H₂，NaClO₃和盐酸发生歧化反应，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化学方程式为：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
③可以循环使用的物质有Cl₂、NaCl，电解池的阴极上是氢离子得电子的还原反应，产生的是氢气，故答案为：Cl₂、NaCl；氢气．

点评：本题通过化学工艺流程，考查了氧化还原反应相关概念、配平及计算，化学实验基本方法（除杂），电解原理，综合性强，题目难度中等，对于该类题目的处理，注意看清工艺流程的目的，分析工艺流程的过程，寻找与所学知识的结合点．