Question

二氧化氯（ClO2）為一種黃綠色氣體，是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。制備ClO2的方法有多種。

（1）纖維素還原法制ClO2。其原理是：纖維素水解得到的最終產(chǎn)物A與NaClO3反應生成ClO2。完成反應的化學方程式：其流程如下：□ （A） +□NaClO3+□H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+□H2O+□______

（2）電解食鹽水制取ClO2 ，其流程如下：

①粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。除雜操作時，往粗鹽水中加入試劑的順序依次為__________（填化學式），充分反應后將沉淀一并濾去，再加入鹽酸。

②食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸在發(fā)生器中反應生成ClO2 ，寫出發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式____________________。

③上述流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)有__________；按照綠色化學原則，電解槽陰極產(chǎn)生的氣體與方框中物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為________時，原子的利用率為100%。

（3）實驗室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉）為原料制備ClO2的流程下如下：

已知：(I)A氣體在標準狀況下的密度為0．089g/L；

(Ⅱ)氣體B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。

①電解時，發(fā)生反應的化學方程式為 。

②NCl3與NaClO2（亞氯酸鈉）按物質(zhì)的量之比為1∶6混合，在溶液中恰好反應生成ClO2，該反應的離子方程式為 。

Answer 1

（1）1 C6H12O6+24 NaClO3+12H2SO4=24 ClO2↑+6 CO2↑+18H2O+12 Na2SO4；（2）①BaCl2、NaOH和Na2CO3或NaOH、BaCl2和Na2CO3；②2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O；③NaCl、Cl2，6︰5；（3）①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3；②NCl3+6ClO2－+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl－+3OH－。

【解析】

試題分析：（(1)纖維素水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖(C6H12O6)，C6H12O6中O是－2價、H是＋1價、C是0，C由0價→＋4價，化合價升高被氧化，葡萄糖作還原劑，NaClO3中Cl由＋5→＋4，化合價降低，被還原，是氧化劑，C6H12O6→CO2↑24，NaClO3→ClO2↑1，最小公倍數(shù)是24，C6H12O6系數(shù)是1，根據(jù)碳原子守恒CO2的系數(shù)6NaClO3系數(shù)24，ClO2的系數(shù)24，根據(jù)反應前后電荷守恒和原子個數(shù)守恒H＋系數(shù)24，H2O系數(shù)36，反應的離子方程式：C6H12O6＋24ClO3－＋24H＋=24ClO2↑＋6CO2↑＋18H2O，化學反應方程式：C6H12O6+24 NaClO3+12H2SO4=24 ClO2↑+6 CO2↑+18H2O+12 Na2SO4；(2)①粗鹽的提純不能引入新雜質(zhì)：Ca2＋用Na2CO3除去、Mg2＋用NaOH除去、SO42－用BaCl2除去，除雜試劑需過量Na2CO3、NaOH用鹽酸除去，而BaCl2需要用Na2CO3除去，即Na2CO3應放在BaCl2的后面，因此所加試劑的順序：NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH；②NaClO3和鹽酸反應：Cl的價態(tài)＋5、－1有中間價態(tài)，按照氧化還原反應的規(guī)律NaClO3→ClO2，HCl一部分→Cl2，另一部分顯酸性，NaClO3→ClO2↑1，2HCl→Cl2↑2，最小公倍數(shù)是2，NaClO3、ClO2的系數(shù)為2，Cl2的系數(shù)為1，然后根據(jù)原子個數(shù)和元素守恒，得出：2NaClO3＋4HCl=2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O；根據(jù)電解食鹽水流程圖：NaCl電解槽得到物質(zhì)NaClO3、H2，ClO2發(fā)生器中得到物質(zhì)ClO2、Cl2、NaCl，循環(huán)使用的物質(zhì)是NaCl、Cl2，氯化鈉電解槽 中發(fā)生的反應：NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑，ClO2發(fā)生器中：2NaClO3＋4HCl=2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O，氯化氫的合成器中：H2＋Cl2=2HCl，根據(jù)反應的過程，達到原子利用率100%，陰極產(chǎn)生的H2和補充的H2O、Cl2物質(zhì)的量之比6：5；(3)①(I)A氣體標況下的密度0．089g·L－1，根據(jù)M=22．4ρ標=22．4×0．089=2，得出A氣體為H2，根據(jù)電解的原理，H2應在陰極產(chǎn)生，電極反應式：2H＋＋2e－=H2↑，根據(jù)流程圖：NH4Cl→NCl3化合價升高，說明NH4Cl在陽極上失電子，發(fā)生的反應式：3Cl－＋NH4＋－6e－=NCl3＋4H＋，得失電子數(shù)目守恒兩式相加得：NH4＋3Cl－＋2H＋NCl3＋3H2↑，發(fā)生的化學反應方程式：NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3；氣體B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，B：NH3，NCl3與NaClO2按物質(zhì)的量之比1：6混合，也就是NCl3的系數(shù)是1，NaClO2的系數(shù)是6，根據(jù)反應前后元素守恒和原子個數(shù)守恒，NH3系數(shù)是1，ClO2的系數(shù)是6，反應離子方程式：NCl3＋6ClO－＋3H2O=6ClO2↑＋NH3↑＋3Cl－＋3OH－。

考點：考查氧化還原方程式的配平、除雜的步驟、電解原理、原電池原理等相關知識。

考點分析： 考點1：電解池 考點2：物質(zhì)的制備 考點3：鹵素 試題屬性

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