Question

15．氯氣在1774年被舍勒發(fā)現(xiàn)后的二百余年里，一直用作生活飲用水消毒劑、試回答一下各問：
（1）簡述氯氣作為飲用水消毒劑的化學(xué)原理和功效，并寫出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離了方程式Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO．
（2）簡析氯氣作為飲用水消毒劑的弊端和危害．
（3）二氧化氯（ClO₂）是一種新型飲用水消毒劑，世界環(huán)保聯(lián)盟將二氧化氯定為A類飲用水消毒劑，簡柝二氧化氯作為飲用水消毒劑的優(yōu)越性．
（4）以氯氣，氧氧化鈉．亞硫酸氫鈉、二氧化錳為主要原料，可以制取二氧化氯，運用所學(xué)知識，試設(shè)計兩種不同線路制取二氧化氯，寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式．（已知Cl₂和氫氧化鈉反應(yīng)時既是氧化劑又是還原劑，在加熱條件下可以生成-1，+3或+5價的含氯化合物）

Answer 1

分析 （1）氯氣作為飲用水消毒劑，是利用氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸能殺菌消毒；
（2）氯氣作為飲用水消毒劑，氯氣與水中的有機物容易形成致癌物質(zhì)；
（3）二化氯氧化性更強，消毒效果更好，同時不與水中的有機物反應(yīng)生成致癌物質(zhì)；
（4）以氯氣，氧氧化鈉．亞硫酸氫鈉、二氧化錳為主要原料，可以制取二氧化氯，可以用氯氣先與氫氧化鈉在加熱條件下反應(yīng)生成氯酸鈉，再用亞硫酸氫鈉還原可得二氧化氯，也可以用氯氣先與氫氧化鈉在常溫下反應(yīng)生成次氯酸鈉，用二氧化錳氧化次氯酸鈉得二氧化氯，據(jù)此答題．

解答 解：（1）氯氣作為飲用水消毒劑，是利用氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸能殺菌消毒，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，
故答案為：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO；
（2）氯氣作為飲用水消毒劑，氯氣與水中的有機物容易形成致癌物質(zhì)，答：氯氣與水中的有機物容易形成致癌物質(zhì)，不安全；
（3）二化氯氧化性更強，消毒效果更好，同時不與水中的有機物反應(yīng)生成致癌物質(zhì)，
答：二化氯氧化性比氯氣更強，消毒效果更好，同時不與水中的有機物反應(yīng)生成致癌物質(zhì)，安全；
（4）以氯氣，氧氧化鈉．亞硫酸氫鈉、二氧化錳為主要原料，可以制取二氧化氯，可以用氯氣先與氫氧化鈉在加熱條件下反應(yīng)生成氯酸鈉，再用亞硫酸氫鈉還原可得二氧化氯，反應(yīng)方程式為3Cl₂+6NaOH=5NaCl+3H₂O+NaClO₃、2ClO₃^-+H⁺+HSO₃^-=SO₄^2-+2ClO₂↑+H₂O，也可以用氯氣先與氫氧化鈉在常溫下反應(yīng)生成次氯酸鈉，用二氧化錳氧化次氯酸鈉得二氧化氯，反應(yīng)方程式為Cl₂+2NaOH=NaCl+H₂O+NaClO、2ClO^-+8H⁺+3MnO₂=3Mn²⁺+2ClO₂↑+4H₂O，
答：方法一：氯氣先與氫氧化鈉在加熱條件下反應(yīng)生成氯酸鈉，再用亞硫酸氫鈉還原可得二氧化氯，反應(yīng)方程式為3Cl₂+6NaOH=5NaCl+3H₂O+NaClO₃、2ClO₃^-+H⁺+HSO₃^-=SO₄^2-+2ClO₂↑+H₂O，方法二：用氯氣先與氫氧化鈉在常溫下反應(yīng)生成次氯酸鈉，用二氧化錳氧化次氯酸鈉得二氧化氯，反應(yīng)方程式為Cl₂+2NaOH=NaCl+H₂O+NaClO、2ClO^-+8H⁺+3MnO₂=3Mn²⁺+2ClO₂↑+4H₂O．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)的原理，答題時注意氯及其化合物性質(zhì)的靈活運用，注意化學(xué)方程式的書寫的規(guī)范要求，題目難度中等．