Question

二氧化氯（ClO₂）是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑．與Cl₂相比，ClO₂不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物．
（1）ClO₂的制備方法比較實用的有數十種，下列方法是常見方法之一．
方法一：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O
方法三：實驗室常用氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱制備二氧化氯
①方法一：當有0.4mol電子發(fā)生轉移時，得到的還原產物為

 

 mol．
②方法二：該反應中H₂O₂

 

（填序號）．
a．發(fā)生氧化反應       b．僅做氧化劑
c．既被氧化又被還原   d．既未被氧化也未被還原
③方法三的化學反應方程式為：

 

．
（2）纖維素還原法制ClO₂是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產物葡萄糖（C₆H₁₂O₆）與NaClO₃在稀硫酸存在的條件下，反應生成ClO₂和CO₂等產物．寫出該反應的化學方程式：

 

．
（3）ClO₂和Cl₂均能將電鍍廢水中的CN^-氧化為無毒的物質，自身被還原為Cl^-．處理含CN^-相同量的電鍍廢水，所需Cl₂的物質的量是ClO₂的

 

倍．
（4）ClO₂在殺菌消毒的同時，可將劇毒氰化物氧化成無毒氣體而除去，寫出用ClO₂氧化除去CN^-的離子方程式

 

．
（5）某工廠污水中含CN^-a mg/L，處理100m³這種污水，至少需要ClO₂

 

 mol．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,氧化還原反應,氯、溴、碘及其化合物的綜合應用

專題：氧化還原反應專題,鹵族元素

分析：（1）①2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，被還原，有2mol電子轉移生產2mol還原產物ClO₂；
②2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O中，H₂O₂中的O元素化合價升高；
③氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱制備二氧化氯，還生成硫酸鈉和水；
（2）葡萄糖（C₆H₁₂O₆）與NaClO₃在稀硫酸存在的條件下，反應生成ClO₂和CO₂等產物，還生成硫酸鈉和水；
（3）由化合價變化計算轉移等電子時的物質的量；
（4）ClO₂氧化除去CN^-，生成氮氣、二氧化碳和氯離子；
（5）結合氧化還原反應方程式計算．

解答： 解：（1）①2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，被還原，有2mol電子轉移生產2mol還原產物ClO₂，則當有0.4mol電子發(fā)生轉移時，得到的還原產物為0.4mol，故答案為：0.4；
②2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O中，H₂O₂中的O元素化合價升高，作還原劑，發(fā)生氧化反應，故答案為：a；
③氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱制備二氧化氯，還生成硫酸鈉和水，反應為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，
故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
（2）葡萄糖（C₆H₁₂O₆）與NaClO₃在稀硫酸存在的條件下，反應生成ClO₂和CO₂等產物，還生成硫酸鈉和水，反應為24NaClO₃+C₆H₁₂O₆+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+12Na₂SO₄+18H₂O，故答案為：24NaClO₃+C₆H₁₂O₆+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+12Na₂SO₄+18H₂O；
（3）處理含CN^-相同量的電鍍廢水，轉移電子相同，所需Cl₂的物質的量是ClO₂的

4-(-1)

2×[0-(-1)]

=2.5倍，故答案為：2.5；
（4）ClO₂氧化除去CN^-的離子方程式為2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，故答案為：2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-；
（5）含CN^-a mg/L，處理100m³這種污水，n（CN^-）=

100×103L×a×10-3g

26g/mol

=

50a

13

mol，由2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-可知，至少需要ClO₂

50a

13

mol，故答案為：

50a

13

．

點評：本題考查氧化還原反應及計算，為高考高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應基本概念、分析能力和計算能力的考查，題目難度不大．