Question

二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑，而且與Cl₂相比不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物．制備ClO₂有下列兩種方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
（1）方法一的離子方程式為

 

；
（2）方法二中被氧化的物質是

 

，若反應中有0.1mol電子轉移，則產生的ClO₂氣體在標準狀況下的體積為

 

L；
在下面的化學式上標出電子轉移的方向和數(shù)目

 

2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
（3）某溫度下，將Cl₂通入NaOH溶液中，反應得到NaCl、NaClO、NaClO₃的混合液，經測定ClO^-與ClO₃^-的濃度之比為1：3，則Cl₂與NaOH溶液反應時被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質的量之比為

 

．

Answer 1

考點：氯、溴、碘及其化合物的綜合應用,氧化還原反應

專題：氧化還原反應專題,鹵族元素

分析：（1）方法一中的反應只有鈉離子和一半的氯離子實際不參加反應，以此書寫離子反應；
（2）2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+2Na₂SO₄+2H₂O中，Cl元素的化合價降低，O元素的化合價升高，得電子化合價降低的反應物是氧化劑，失電子化合價升高的反應物是還原劑，據(jù)此分析解答；
（3）可以根據(jù)反應物和生成物來書寫方程式，從反應中找到被還原的氯元素即化合價降低的氯元素，被氧化的氯元素即化合價升高的氯元素，或者根據(jù)電子守恒來確定．

解答： 解：（1）方法一中的反應只有鈉離子和一半的氯離子實際不參加反應，則離子反應為2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；
（2）2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+2Na₂SO₄+2H₂O中，O元素的化合價升高，則H₂O₂為還原劑被氧化，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，轉移1個電子，反應中有0.1mol電子轉移，則產生的ClO₂氣體在標準狀況下的體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L，該反應中O元素的化合價升高，則H₂O₂為還原劑被氧化，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，轉移2個電子，其轉移電子的方向和數(shù)目為，
故答案為：H₂O₂；2.24；．
（3）根據(jù)ClO^-與ClO₃^-的濃度之比1：3，由Cl到ClO^-，失去1個電子，由Cl到ClO₃^-，失去5個電子，一共失去1+3×5=16個電子；由Cl到Cl^-，得到1個電子，需要16個原子才能得到16個電子，所以，被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質的量之比=16：（1+3）=4：1，故答案為：4：1．

點評：本題考查學生氧化還原反應的有關知識，注意概念的掌握和歸納整理，重點是電子守恒思想在解題中的運用，難度中等．