Question

二氧化氯是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑．請回答下列有關問題．
（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（濃）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O對于該反應，下列說法中正確的是

 

A．該反應中Cl₂是氧化產物
B．該反應中NaCl、ClO₂是還原產物
C．在反應中HCl既作氧化劑有具有酸的作用
D．1mol NaClO₃參加反應時，有1mol電子發生轉移
E．1mol NaClO₃參加反應，理論上能得到33.6L氣體
方法二：氯化鈉電解法
該法工藝原理如下圖．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．指出工藝中方框中物質為

 

（填化學式），理由為

 

．

（2）將NCl₃與NaClO₂（亞氯酸鈉）按物質的量之比1：6混合，在堿性溶液中恰好反應生成ClO₂，試寫出該反應的離子方程式

 

．
（3）ClO₂能將電鍍廢水中的CN^-都氧化成無毒氣體而除去，自身被還原為Cl^-，寫出用ClO₂氧化除去CN^-的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,氧化還原反應,電解原理

專題：實驗設計題,氧化還原反應專題,電化學專題

分析：（1）反應2NaClO₃+4HCl（濃）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O中，只有Cl元素化合價發生變化，NaClO₃為氧化劑，HCl為還原劑，并起到酸的作用；
電解槽中發生NaCl+3H₂O

電解  .

NaClO₃+3H₂↑，NaClO₃和鹽酸發生歧化反應，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化學方程式為：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，合成HCl，發生器中生成的氯氣不足，應補充氯氣；
（2）NCl₃與NaClO₂按物質的量之比為1：6恰好反應生成ClO₂，還生成氯化鈉、NaOH，結合電子守恒可知，Cl元素的化合價升高，則N元素化合價降低，還生成氨氣；
（3）ClO₂氧化除去CN^-，生成氮氣、二氧化碳和氯離子．

解答： 解：（1）A．Cl元素化合價升高，被氧化，則該反應中Cl₂是氧化產物，故A正確；
B．該反應中NaCl不是還原產物，故B錯誤；
C．在反應中HCl既作還原劑有具有酸的作用，故C錯誤
D．Cl元素化合價由+5價降低到+4價，則1mol NaClO₃參加反應時，有1mol電子發生轉移，故D正確；
E．氣體存在的條件未知，不能確定體積，
電解槽中發生NaCl+3H₂O

電解  .

NaClO₃+3H₂↑，NaClO₃和鹽酸發生歧化反應，生成NaCl、2ClO₂、Cl₂、H₂O，化學方程式為：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，合成HCl，發生器中生成的氯氣不足，應補充氯氣；
故答案為：AD；Cl₂；在ClO₂發生器中反應生成的Cl₂少于合成HCl所需的量；
（2）NCl₃與NaClO₂按物質的量之比為1：6恰好反應生成ClO₂，還生成氯化鈉、NaOH，結合電子守恒可知，Cl元素的化合價升高，則N元素化合價降低，還生成氨氣，則該反應的離子反應為NCl₃+3H₂O+6ClO^-₂=6ClO₂↑+3Cl^-+3OH^-+NH₃↑，故答案為：NCl₃+3H₂O+6ClO^-₂=6ClO₂↑+3Cl^-+3OH^-+NH₃↑；
（3）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^-．

點評：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應以及物質的制備方案的設計、電解原理等知識，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，題目難度中等．