Question

由于用氯氣對飲用水消毒，會使水中的有機物發生氯代，生成有機含氯化合物，對人體有害，世界環保聯盟即將全面禁止使用這種消毒方法，建議采用廣譜性具有強氧化性的高效消毒劑二氧化氯（ClO₂）．ClO₂極易爆炸，生產和使用時盡量用惰性氣體稀釋，避免光照、震動或加熱．
（1）在ClO₂分子中，氯元素的化合價是

 

．
（2）制備ClO₂的方法之一表述為：

 

KClO₃+

 

HCl（濃）=

 

KCl+

 

ClO₂↑+

 

Cl₂↑+

 

H₂O
①請完成該化學方程式并配平（系數填入框內）
②濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是

 

（填編號）
A．只有還原性     B．還原性和酸性      C．只有氧化性       D．氧化性和酸性
③反應中被氧化與被還原的氯原子的物質的量之比為

 

；若產生0.1mol Cl₂，則轉移的電子的物質的量為

 

mol．
（3）我國廣泛采用將干燥空氣稀釋的氯氣，通入填有固體氯酸鈉（NaClO₃）的柱內制得ClO₂，二者物質的量之比為2：1，表示該反應的化學方程式是

 

，
（4）在酸性溶液中，用草酸鈉（Na₂C₂O₄）還原NaClO₃也可制得ClO₂，表示這一反應的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應,氯、溴、碘及其化合物的綜合應用

專題：氧化還原反應專題,元素及其化合物

分析：（1）ClO₂中氧元素化合價為-2價，化合物中正負化合價的代數和為0；
（2）①Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，Cl元素由-1價升高為0，結合電子守恒和原子守恒分析；
②生成KCl體現酸性，生成氯氣時Cl元素的化合價升高；
③由反應可知，1個Cl得到電子與1個Cl失去電子數目相同；結合Cl元素的化合價升高計算轉移電子數；
（3）NaClO₂、Cl₂以1：2反應生成ClO₂，還生成NaCl；
（4）發生氧化還原反應生成ClO₂、CO₂和水．

解答： 解：（1）ClO₂中氧元素化合價為-2價，Cl元素的化合價為0-（-2）×2=+4，故答案為：+4；
（2）①Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，Cl元素由-1價升高為0，由電子守恒和原子守恒可知，反應為2KClO₃+4HCl（濃）=2KCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：2；4；2；2；1；2；
②生成KCl體現酸性，生成氯氣時Cl元素的化合價升高體現其還原性，則體現鹽酸的酸性和還原性，故答案為：B；
③由反應可知，1個Cl得到電子與1個Cl失去電子數目相同，則被氧化與被還原的氯原子的物質的量之比為1：1，由Cl元素的化合價升高可知產生0.1mol Cl₂，則轉移的電子的物質的量為0.1mol×2×（1-0）=0.2mol，故答案為：1：1；0.2；
（3）NaClO₂、Cl₂以2：1反應生成ClO₂，還生成NaCl，該反應為2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl，故答案為：2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl；
（4）發生氧化還原反應生成ClO₂、CO₂和水，離子反應為4H⁺+C₂O₄^2-+2ClO₃^-=2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O，故答案為：4H⁺+C₂O₄^2-+2ClO₃^-=2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O．

點評：本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應基本概念及轉移電子的考查，注意分析習題中的信息及知識遷移應用，題目難度不大．