Question

11．含氯的单质和某些化合物常被用作消毒剂．请回答下列问题：
（1）写出NaClO的电子式，其晶体中的化学键类型为离子键、共价键
（2）已知HClO的电离能力远低于H₂SO₃的电离能力，写出NaClO溶液中通入少量SO₂过程中发生的离子反应方程式为3ClO^-+SO₂+H₂O═2HClO+SO₄^2-+Cl^-
（3）ClO₂常温下为橘黄色气体，性质不稳定，易引起爆炸，若用稀有气体或N₂、CO₂等稀释时，爆炸性则大大降低．ClO₂可由KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）混合物中加入足量的稀硫酸水浴加热制得．
1）用H₂C₂O₄溶液、稀硫酸和KC1O₃制备ClO₂最大优点是制得Cl0₂的同时有CO₂产生，可稀释Cl0₂，大大降低爆炸的可能性
2）工业废水中Mn²⁺常用ClO₂处理，将Mn²⁺转化为MnO₂，氯元素转化为无毒离子．写出除去Mn²⁺的离子方程式2ClO₂+5 Mn²⁺+6H₂O=5 MnO₂↓+2 Cl^-+12H⁺
3）纤维素还原法制ClO₂是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物与稀硫酸、NaClO₃反应生成．完成反应的化学方程式：CH₂OH（CHOH）₄CHO+24NaClO₃+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+18H₂O+12Na₂SO₄
（4）ClO₂可用电解法生产，以石墨做电极电解NaCl溶液可在阳极产生ClO₂，写出电极反应式Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺
（5）ClO₂对污水中的CN^-有明显的去污效果．某工厂排出的污水中含CN^- a mg/L，现用ClO₂对其进行无害化处理生成对环境无害的物质，则处理100m³这种污水需要ClO₂$\frac{50a}{13}$mol．

Answer 1

分析 （1）首先判断化合物是离子化合物还是共价化合物；若是离子化合物，其电子式由阴、阳离子的电子式组合而成，相同的离子不能合并；若是共价化合物，其电子式由对应原子的电子式组成，并要表示出两原子之间的共用电子对情况，次氯酸钠是离子化合物；
（2）NaClO溶液中通入少量SO₂过程中发生氧化还原反应生成硫酸钠；
（3）1）依据反应生成的产物结合“ClO₂易爆炸，若用“惰性气体”等稀释时，爆炸性则大大降低”解答；
2）二氧化氯具有强的氧化性，能够氧化二价锰离子生成二氧化锰，本身被还原为氯离子；
3）纤维素为多糖，水解最终产物为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有还原性，可将NaClO₃还原得到ClO₂．Cl从+5到+4价，降低1价，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均价为0，到+4价，升高4价，然后配平得到；
（4）阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成ClO₂，由元素守恒可知，有水参加反应，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子；
（5）应先写出二者反应的方程式或关系式（ClO₂～CN^-）然后计算；

解答 解：（1）NaClO是离子化合物，由Na⁺离子和ClO^-离子构成，NaClO的电子式为，晶体中含化学键类型为离子键和共价键，
故答案为：；离子键、共价键；
（2）向NaClO溶液中通入少量SO₂的离子反应为3ClO^-+SO₂+H₂O═2HClO+SO₄^2-+Cl^-，
故答案为：3ClO^-+SO₂+H₂O═2HClO+SO₄^2-+Cl^-；
（3）ClO₂常温下为橘黄色气体，性质不稳定，易引起爆炸，若用稀有气体或N₂、CO₂等稀释时，爆炸性则大大降低．ClO₂可由KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）混合物中加入足量的稀硫酸水浴加热制得，
1）用H₂C₂O₄溶液、稀硫酸和KC1O₃制备ClO₂反应产物为二氧化氯、二氧化碳可稀释ClO₂，大大降低爆炸的可能性，
故答案为：制得ClO₂的同时有CO₂产生，可稀释ClO₂，大大降低爆炸的可能性；
2）二氧化氯具有强的氧化性，能够氧化二价锰离子生成二氧化锰，本身被还原为氯离子，离子方程式：2ClO₂+5 Mn²⁺+6H₂O=5 MnO₂↓+2 Cl^-+12H⁺；
故答案为：2ClO₂+5 Mn²⁺+6H₂O=5 MnO₂↓+2 Cl^-+12H⁺；
3）纤维素为多糖，水解最终产物为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有还原性，可将NaClO₃还原得到ClO₂．Cl从+5到+4价，降低1价，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均价为0，到+4价，升高4价，则配平后的化学方程式为：CH₂OH（CHOH）₄CHO+24NaClO₃+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+18H₂O+12Na₂SO₄，
故答案为：CH₂OH（CHOH）₄CHO+24NaClO₃+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+18H₂O+12Na₂SO₄；
（4）阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成ClO₂，由元素守恒可知，有水参加反应，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子，阳极电极反应式为：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺，
故答案为：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺；
（5）ClO₂将CN^-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子，反应离子方程式为：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-，
100m³废水中CN^-质量=100m³×ag/m³=100ag，CN^-的物质的量为$\frac{100ag}{26g/mol}$=$\frac{50a}{13}$mol，由方程式可知，至少需要ClO₂的物质的量=$\frac{50a}{13}$mol，
故答案为：$\frac{50a}{13}$；

点评 本题考查氧化还原反应、物质性质，题目难度中等，涉及氧化还原反应的计算、化学方程式、离子方程式的书写等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力，本题考察学生阅读题目获取信息的能力、对浓度概念的理解、对氧化还原反应相关知识的运用、有关实验操作和简单实验设计能力考察以及在新情境下综合运用知识解决问题的能力．