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(chǎn)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(shù)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(dāng)有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，得到的還原產(chǎn)物為

 

 mol．
②方法二：該反應(yīng)中H₂O₂

 

（填序號）．
a．發(fā)生氧化反應(yīng)       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(xué)反應(yīng)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(chǎn)物葡萄糖（C₆H₁₂O₆）與NaClO₃在稀硫酸存在的條件下，反應(yīng)生成ClO₂和CO₂等產(chǎn)物．寫出該反應(yīng)的化學(xué)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(zhì)，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(zhì)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

 

．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(yīng),氧化還原反應(yīng)的計算

專題：氧化還原反應(yīng)專題

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(zhuǎn)移生產(chǎn)2mol還原產(chǎn)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(yīng)生成ClO₂和CO₂等產(chǎn)物，還生成硫酸鈉和水；
（3）由化合價變化計算轉(zhuǎn)移等電子時的物質(zhì)的量；
（4）ClO₂氧化除去CN^-，生成氮氣、二氧化碳和氯離子；結(jié)合氧化還原反應(yīng)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(zhuǎn)移生產(chǎn)2mol還原產(chǎn)物ClO₂，則當(dāng)有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，得到的還原產(chǎn)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(yīng)，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(yīng)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(yīng)生成ClO₂和CO₂等產(chǎn)物，還生成硫酸鈉和水，反應(yīng)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(zhuǎn)移電子相同，所需Cl₂的物質(zhì)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^-；
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：2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-；

50a

13

．

點評：本題考查氧化還原反應(yīng)及計算，為高考高頻考點，把握反應(yīng)中元素的化合價變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重氧化還原反應(yīng)基本概念、分析能力和計算能力的考查，題目難度中等．