Question

二氧化氯是目前國際上公認的新一代高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑．
（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
方法二：2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂
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比較方法一和方法二，哪種方法更好？

 

，說明理由

 

②方法三的化學反應方程式為：

 

（2）二氧化氯做消毒劑時，被還原成Cl^-，它的消毒效率是同質量常用消毒劑NaClO（84消毒液的主要成分）的

 

倍．
（3）某同學欲對用ClO₂消毒過的自來水進行Cl^-含量的測定（假設ClO₂全部轉化為Cl^-），實驗過程如下：向30.00mL水樣中加幾滴K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.001000mol/L AgNO₃溶液滴定，當有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現時，達到滴定終點，此時用去AgNO₃溶液12.12mL．①水樣中Cl^-的物質的量濃度是

 

；
②如在滴定終點時，測得溶液中的CrO₄^2-濃度是3.000×10 ^-3 mol/L，則此時溶液中Cl^-的濃度為

 

．（已知K_SP（AgCl）=1.77×10 ^-10，K_SP（Ag₂CrO₄）=2.70×10^-12）
（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

 

．

Answer 1

考點：氯、溴、碘及其化合物的綜合應用,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：電離平衡與溶液的pH專題,鹵族元素

分析：（1）①由給定的方法可知，方法二生成固體二氧化氯，沒有毒副產品，從反應的安全性和環保兩個角度來回答；
②用氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱會產生二氧化氯、硫酸鈉以及水；
（2）根據等質量的二氧化氯和次氯酸鈉做氧化劑過程中轉移的電子的量來計算消毒效率；
（3）①由利用Ag⁺+Cl^-=AgCl↓計算水樣中Cl^-的物質的量及其濃度；
②當有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現時，達滴定終點，利用K_sp（Ag₂CrO₄）計算c（Ag⁺），再利用Ksp（AgCl）計算此時溶液中Cl^-的濃度．
（4）ClO₂可將劇毒氰化物氧化成無毒氣體氮氣而除去，據此書寫離子方程式．

解答： 解：（1）①比較方法一和方法二，方法一的缺點是會產生大量的氯氣，不僅產率低，而且產品難以分離，同時很可能造成環境污染，方法二安全性好，沒有產生毒副產品，故答案為：方法二；方法一的缺點是會產生大量的氯氣，不僅產率低，而且產品難以分離，同時很可能造成環境污染，方法二安全性好，沒有產生毒副產品；
②用氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱會產生二氧化氯、硫酸鈉以及水，即2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂+H₂O，故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂+H₂O；
（2）二氧化氯做消毒劑時，被還原成Cl^-，質量是m的二氧化氯轉移電子是

5m

67.5

mol，次氯酸銨做消毒劑時，被還原成Cl^-，質量是m的次氯酸鈉轉移電子是

2m

74.5

mol，所以二者的消毒效率之比是：

5m

67.5

mol：

2m

74.5

mol=2.76，故答案為：2.76；
（3）①由Ag⁺+Cl^-=AgCl↓可知，n（Cl^-）=12.12×0.001L×0.001000mol?L^-1=12.12×10^-6mol，所以水樣中c（Cl^-）=

12.12×10-6mol

30×10-3L

=4.04×10^-4 mol?L^-1，
故答案為：4.04×10^-4 mol?L^-1；
②當c（CrO₄^2-）=5.00×10^-3 mol?L^-1出現磚紅色沉淀時，由Ksp（Ag₂CrO₄）和 c（CrO₄^2-）=3.00×10^-3，得c（Ag⁺）=

2.70×10-12 3.000×10-3

=3.00×10^-5 mol?L^-1，
所以c（Cl^-）=

1.77×10-10

3.00×10-5

=5.90×10^-6 mol?L^-1，故答案為：5.90×10^-6 mol?L^-1；
（4）ClO₂可將劇毒氰化物氧化成無毒氣體氮氣、二氧化碳而除去，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：本題考查學生含鹵族元素的物質的性質以及沉淀溶解平衡的有關計算知識，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度中等．