Question

19．二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑．而且與氯氣（Cl₂）相比不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯化物．下列兩種方法可制備ClO₂：
方法一：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
方法二：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
（1）關(guān)于方法一的下列說法中正確的是BC（填序號）．
A、H₂SO₄是氧化劑    B、NaClO₃被還原    C、H₂O₂是還原劑  D、ClO₂中的Cl為+2價
（2）方法二中被還原物質(zhì)與被氧化物質(zhì)的量之比是1：1，若反應(yīng)中產(chǎn)生的ClO₂氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為3.36L，則電子轉(zhuǎn)移為0.15mol．
（3）某溫度下，將Cl₂通入NaOH溶液中，反應(yīng)得到NaCl、NaClO、NaClO₃的混合液，經(jīng)測定Cl^-與ClO${\;}_{3}^{-}$的物質(zhì)的量濃度之比為9：1，則所得溶液c（ClO${\;}_{3}^{-}$）：c（ClO^-）=1：4．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)中，氯元素化合價由+5價變?yōu)?4價，硫元素化合價由+4價變?yōu)?6價，得電子化合價降低的反應(yīng)物是氧化劑，失電子化合價升高的反應(yīng)物是還原劑，氧化劑被還原生成還原產(chǎn)物，還原劑被氧化生成氧化產(chǎn)物，據(jù)此分析解答；
（2）根據(jù)化合價變化分析電子情況，反應(yīng)中2mol的NaClO₃是氧化劑，被還原，2mol的鹽酸作還原劑，被氧化； 然后計算出生成1molClO₂時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量及數(shù)目；
（3）Cl₂生成ClO^-與ClO₃^-是被氧化的過程，化合價分別由0價升高為+1價和+5價，Cl^-與ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比為9：1，則可設(shè)Cl^-為9mol，從0價的氯變成-1價的氯得到9mol的電子，ClO₃^-為1mol，從0價的氯變成+5價的氯，失去5mol的電子，根據(jù)得失電子守恒，Cl₂中變成ClO^-中的氯失去4mol的電子，由此分析解答．

解答 解：（1）該反應(yīng)中，氯元素化合價由+5價變?yōu)?4價，硫元素化合價由+4價變?yōu)?6價，
A．硫酸在反應(yīng)前后化合價不變，所以既不是氧化劑也不是還原劑，故A錯誤；
B．氯酸鈉中氯元素化合價由+5價變?yōu)?4價，得電子作氧化劑，被還原，故B正確；
C．H₂O₂中的氧由-1價變成0，還原劑，故C正確；
D．氯酸鈉中氯元素化合價由+5價變?yōu)?4價，得電子作氧化劑生成ClO₂是還原產(chǎn)物，故D錯誤；
故選BC；
（2）根據(jù)化合價變化分析電子情況，反應(yīng)中2mol的NaClO₃是氧化劑，被還原，2mol的鹽酸作還原劑，被氧化，所以被還原物質(zhì)與被氧化物質(zhì)的量之比是2mol：2mol=1：1； 生成1molClO₂時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量及數(shù)目為1mol，反應(yīng)中產(chǎn)生的ClO₂氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為3.36L的物質(zhì)的量為：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，則電子轉(zhuǎn)移為0.15mol，故答案為：1：1；.15mol；
（3）Cl₂生成ClO^-與ClO₃^-是被氧化的過程，化合價分別由0價升高為+1價和+5價，Cl^-與ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比為9：1，則可設(shè)Cl^-為9mol得到9mol的電子，ClO₃^-為1mol，失去5mol的電子，根據(jù)得失電子守恒，ClO^-的物質(zhì)的量為：4mol，則所得溶液c（ClO₃^-）：c（ClO^-）=1：4，故答案為：1：4．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計算，題目難度不大，本題注意從氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等的角度計算，注意守恒法的利用．