Question

【題目】二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑，而且與Cl2相比不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物。現有下列兩種制備ClO2的方法：

（1）方法一：可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備，反應原理為5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。

①該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是________。

②研究表明：若反應開始時鹽酸濃度較大，則氣體產物中有Cl2，用離子方程式解釋產生Cl2的原因______。

（2）方法二：氯化鈉電解法。

①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質。某次除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的_____(填化學式)，至沉淀不再產生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去。

②該法工藝原理示意圖如圖所示。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應生成ClO2，氯化鈉電解槽中陽極反應方程式為__________________，二氧化氯發生器中生成ClO2的化學方程式為_______________________。

Answer 1

【答案】 1∶4 ClO＋3Cl－＋4H＋=2Cl2↑＋2H2O BaCl2 Cl－－6e－＋3H2O===ClO＋6H＋(或Cl－－6e－＋6OH－===ClO＋3H2O) 2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O

【解析】考查氧化還原反應和電極反應式的書寫，（1）①根據氧化還原反應規律，NaClO2既作氧化又作還原劑劑，因此氧化劑和還原劑的物質的量比值為1：4；②鹽酸濃度過大，ClO2－把Cl－氧化成為Cl2，本身被還原成Cl2，離子反應方程式為ClO2－＋3Cl－＋4H＋=2Cl2↑＋2H2O；（2）①除雜不能引入新的雜質，因此Ca2＋用碳酸鈉除去，Mg2＋用NaOH除去，SO42－用BaCl2除去，根據題意，粗鹽水中先加入過量的BaCl2溶液；②根據電解原理，陽極上失去電子，化合價升高，根據信息，工藝流程制備氯酸鈉，因此陽極反應式為Cl－＋3H2O－6e－=ClO3－＋6H＋，ClO2是由氯酸鈉與鹽酸反應升策劃那個，即反應方程式為2NaClO2＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。