Question

6．二氧化氯（ClO₂，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，根據(jù)要求解決下列問題：
（1）工業(yè)上可用KC1O₃與Na₂SO₃在H₂SO₄存在下制得ClO₂，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2：1．
（2）實(shí)驗(yàn)室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO₂：

①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
②溶液X中大量存在的陰離子有Cl^-、OH^-．
③除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是c（填標(biāo)號）．
a．水b．堿石灰c．濃硫酸d．飽和食鹽水
（3）為了測定混合氣體中ClO₂的含量，我們通常用酸化的KI溶液與之反應(yīng)．
①請寫出ClO₂與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②如果反應(yīng)過程中共消耗了 0.04mol的KI，則此混合氣體中ClO₂的質(zhì)量為0.5400克．

Answer 1

分析 （1）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應(yīng)，SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O；
（2）由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-，
①由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-；
③由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體，利用性質(zhì)差異分離提純；
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成水；
②根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～10I^-計(jì)算ClO₂物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算m（ClO₂）．

解答 解：（1）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應(yīng)制得ClO₂，可知SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，氧化劑為KClO₃，還原劑為Na₂SO₃，由離子反應(yīng)可知該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2：1，故答案為：2：1；
（2）①由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，發(fā)生NCl₃+NaClO₂+H₂O→ClO₂+NH₃+NaOH+NaCl，溶液X中大量存在的陰離子有Cl^-、OH^-，
故答案為：Cl^-、OH^-；
③a．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨，故a錯(cuò)誤；
b．堿石灰不能吸收氨氣，故b錯(cuò)誤；
c．濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故c正確；
d．ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故d錯(cuò)誤；
故答案為：c；
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為：2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O；
②如果反應(yīng)過程中共消耗了 0.04mol的KI，則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～10I^-計(jì)算ClO₂物質(zhì)的量
         2ClO₂～10I^-  
         2       10
     n（ClO₂）   0.04mol
所以n（ClO₂）=0.008mol，所以m（ClO₂）=0.008mol×67.5g/mol=0.5400g，
故答案為：0.5400．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)含量的測定，為高頻考點(diǎn)，為2015年高考真題選編，把握物質(zhì)的性質(zhì)、制備流程、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．