Question

20．世界環保聯盟建議全面禁止使用氯氣對飲用水進行消毒，而建議采用高效“綠色‘消毒劑二氧化氯．二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體、易溶于水，不穩定，呈黃綠色．在生產和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋，同時需要避免光照、震動或加熱．實驗室以電解法制備二氧化氯的流程如圖：
（1）二氧化氯中所有原子不是（填“是”“不是”）都滿足8電子結構．如圖所示，yoga電解法制得的產物中，雜質氣體B能是石蕊試液顯藍色，除去雜質氣體可選用C（填序號）．
A．飽和食鹽水         B．堿石灰            C．濃硫酸            D．蒸餾水
（2）穩定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開發的新型產品．下列說法正確的是A、B、C、D（填序號）．
A．二氧化氯克廣泛用于工業和飲用水處理
B．二氧化氯的消毒效率比氯氣的消毒效率高
C．穩定性二氧化氯的出現大大增加了二氧化硫的使用范圍
D．在工作區和成品儲藏室內，要有通風裝置和監測及警報裝置
（3）歐洲國家主要采用鋁酸鈉氧化濃鹽酸制備二氧化氯．化學反應方程式為2NaClO₃+4HCl（濃）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．缺點主要是產率低，產品難以分離．還可能污染環境．
（4）我國廣泛采用經干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO2）反應制備二氧化氯，化學方程式為2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂．此法相比歐洲方法的優點是安全性好，沒有產生毒副產品．
（5）科學家又研究出了一種新的制備方法，利用硫酸酸化的操作（H2C2O4）溶液還原鋁酸鈉，化學反應方程式為H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．此法提高了生產及儲存、運輸的安全性，原因是反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用．

Answer 1

分析 （1）Cl最外層7個電子，只有1個單電子，O最外層6個電子，含2個單電子；產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色，為氨氣，可選酸來除雜；
（2）高效“綠色”消毒劑二氧化氯，可推廣使用，代替氯氣；
（3）氯酸鈉氧化濃鹽酸生成氯化鈉、氯氣、二氧化氯、水；
（4）氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO₂）反應，生成氯化鈉和二氧化氯；
（5）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水，以此來解答．

解答 解：（1）Cl最外層7個電子，只有1個單電子，O最外層6個電子，含2個單電子，則O原子不能滿足8電子穩定結構，產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色，為氨氣，可選酸來除雜，只有C中濃硫酸符合，
故答案為：不是；C；
（2）A．二氧化氯可廣泛用于工業和飲用水處理，代替氯氣，為“綠色”消毒劑，故A正確；
B．應用在食品工業中能有效地延長食品貯藏期，能殺菌消毒，故B正確；
C．穩定性二氧化氯的出現大大增加了二氧化氯的使用范圍，便于運輸和應用，故C正確；
D．二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體，在工作區和成品儲藏室內，要有通風裝置和監測及警報裝，故D正確；
故答案為：A、B、C、D；
（3）氯酸鈉氧化濃鹽酸生成氯化鈉、氯氣、二氧化氯、水，該反應為2NaClO₃+4HCl（濃）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，
故答案為：2NaClO₃+4HCl（濃）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；
（4）氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO₂）反應，生成氯化鈉和二氧化氯，該反應為2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂，該法相比歐洲方法的優點為安全性好，沒有產生毒副產品，
故答案為：2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂；安全性好，沒有產生毒副產品；
（5）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水，該反應為H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，
此法提高了生產及儲存、運輸的安全性，原因是反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用，
故答案為：H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用．

點評 本題考查二氧化氯的性質及應用，注意把握所給信息來分析解答，側重學生解決新問題能力的考查，將知識活學活用為解答的關鍵，題目難度中等．