Question

【題目】二氧化氯（ClO2）是國際公認高效、安全的殺菌、保鮮劑，是氯制劑的理想替代品。工業上制備ClO2的方法很多，NaClO3 和NaClO2是制取ClO2的常見原料。完成下列填空：

（1）以下反應是制備ClO2的一種方法：H2C2O4+2NaClO3+H2SO4→Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O

上述反應物中屬于第三周期元素的原子半徑大小順序是___；其中原子半徑最大元素的原子，其核外電子排布式為___，其核外有___種不同能量的電子。

（2）ClO2的分子構型為“V”形，則ClO2是___（選填“極性”、“非極性”）分子，其在水中的溶解度比氯氣___（選填“大”、“小”、“一樣”）。

（3）ClO2具有強氧化性，若ClO2和Cl2在消毒時自身均被還原為Cl-，ClO2的消毒能力是等質量Cl2的___倍（保留2位小數）。

（4）若以NaClO2為原料制取ClO2，需要加入具有___（填“氧化”、“還原”）性的物質。

（5）工業上制取NaClO3通過電解法進行，電解時，不同反應環境下的總反應分別為：

4NaCl +18H2O→4NaClO3+3O2↑+18H2↑（中性環境）

NaCl +3H2O→NaClO3 +3H2↑（微酸性環境）

①電解時，氫氣在___極產生。

②更有利于工業生產NaClO3的反應環境是___，理由__。

Answer 1

【答案】Na>S>Cl 1s22s22p63s1 4 極性 大 2.63 氧化性 陰極 微酸性環境 轉移電子都生成氯酸鈉，能量利用率高；水消耗少；不同時生成氫氣和氧氣，相對更安全

【解析】

（1）反應物中屬于第三周期的元素為Na、S、Cl，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，原子半徑最大元素為Na，結合電子排布式1s22s22p63s1解答；
（2）ClO2分子構型為“V”形，正負電荷重心不重疊，為極性分子，易溶于水；
（3）1molCl2可以獲得2mol電子，1molClO2可以獲得電子5mol電子；
（4）以NaClO2為原料制取ClO2，Cl元素化合價由+3價升高到+4價；
（5）①電解時，氫氣由水還原生成；
②工業生產時，應注意安全問題。

（1）反應物中屬于第三周期的元素為Na、S、Cl，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，則原子半徑大小順序為Na＞S＞Cl，原子半徑最大元素為Na，結合電子排布式1s22s22p63s1，同一軌道電子能量相同，則有四種能量不同的電子，故答案為：Na＞S＞Cl；1s22s22p63s1；4；

（2）ClO2分子構型為“V”形，正負電荷重心不重疊，為極性分子，易溶于水，其在水中的溶解度比氯氣大，故答案為：極性；大；

（3）設質量都是71g，氯氣得到的電子數為：，ClO2得到的電子數為：，則ClO2消毒的效率是Cl2的倍數為 ，故答案為：2.63；

（4）以NaClO2為原料制取ClO2，Cl元素化合價由+3價升高到+4價，應加入氧化劑，故答案為：氧化；

（5）①電解時，氫氣由水還原生成，則應在陰極生成，故答案為：陰；

②由電解方程式可知微酸性環境生成氣體為氫氣，而在中性環境中生成氧氣和氫氣，易導致爆炸的危險，且微酸性環境能量利用率高，水消耗少，在故答案為：微酸性環境；轉移電子都生成氯酸鈉，能量利用率高，水消耗少，不同時生成氫氣和氧氣，相對更安全。