Question

13．由于用氯气对饮用水消毒，会使水中的有机物发生氯代，生成有机含氯化合物，对人体有害，世界环保联盟即将全面禁止使用这种消毒方法，建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯（ClO₂）．ClO₂极易爆炸，生产和使用时尽量用惰性气体稀释，避免光照、震动或加热．
（1）在ClO₂分子中氯元素的化合价是+4．
（2）欧洲一些国家用NaClO₃氧化浓盐酸来制取ClO₂，同时有Cl₂生成，表示这一反应的化学方程式是2NaClO₃+4HCl（浓）=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl．
（3）我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气，通入填有固体亚氯酸钠（NaClO₂）的柱内制得ClO₂，这一反应的化学方程式是2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl．和欧洲的方法相比，此法的优点有：①空气将生成的ClO₂稀释，减少爆炸危险；②不能分离ClO₂和Cl₂，副产物少，原料利用率高．
（4）在酸性溶液中，用草酸钠（Na₂C₂O₄）还原NaClO₃也可制得ClO₂，Na₂C₂O₄的氧化产物是CO₂，表示这一反应的离子方程式是4H⁺+C₂O₄^2-+2ClO₃^-=2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，此法的优点是ClO₂被CO₂稀释，减少爆炸危险性．

Answer 1

分析 （1）化合物中正负化合价的代数和为0，ClO₂中O为-2价；
（2）NaClO₃氧化浓盐酸来制取ClO₂，同时有Cl₂生成，由元素守恒可知还生成水、氯化钠；
（3）由信息可知，氯气与NaClO₂反应生成ClO₂，且生成气体不纯；
（4）酸性溶液中，用草酸钠（Na₂C₂O₄）还原NaClO₃也可制得ClO₂，Na₂C₂O₄的氧化产物是CO₂，结合电子、电荷守恒分析离子反应；二氧化碳可稀释气体，以此来解答．

解答 解：（1）化合物中正负化合价的代数和为0，ClO₂中O为-2价，则Cl元素的化合价为0-（-2）×2=+4，故答案为：+4；
（2）NaClO₃氧化浓盐酸来制取ClO₂，同时有Cl₂生成，由元素守恒可知还生成水、氯化钠，反应为2NaClO₃+4HCl（浓）=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl，
故答案为：2NaClO₃+4HCl（浓）=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl；
（3）由信息可知，氯气与NaClO₂反应生成ClO₂，反应为2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl，和欧洲的方法相比，此法的优点有：①空气将生成的ClO₂稀释，减少爆炸危险；②不能分离ClO₂和Cl₂，副产物少，原料利用率高，故答案为：2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl；不能分离ClO₂和Cl₂，副产物少，原料利用率高；
（4）酸性溶液中，用草酸钠（Na₂C₂O₄）还原NaClO₃也可制得ClO₂，Na₂C₂O₄的氧化产物是CO₂，由电子、电荷守恒可知离子反应为4H⁺+C₂O₄^2-+2ClO₃^-=2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，此法的优点是ClO₂被CO₂稀释，减少爆炸危险性，
故答案为：4H⁺+C₂O₄^2-+2ClO₃^-=2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；ClO₂被CO₂稀释，减少爆炸危险性．

点评 本题考查物质的性质及氧化还原反应，为高频考点，把握习题中的信息及物质的性质、氧化还原反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．