Question

斯坦福大学B.M.Trost教授提出了绿色化学的核心概念——原子经济性。我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为：原子利用率＝×100%

下面是新型自来水消毒剂ClO₂的四种生产方法，请填空：

(1)氯酸钠和盐酸法：本方法的方程式为2NaClO₃＋4HCl2NaCl＋2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O，此方法的原子利用率为________%(保留一位小数，下同)。

(2)电解亚氯酸钠法：本方法是用惰性电极电解亚氯酸钠溶液，原子利用率为62.2%，其阳极电极反应式为：ClO－e^－ClO₂，阴极电极反应式为_______________。

(3)亚氯酸钠和氯气法：本方法的原子利用率为53.6%，此反应的化学方程式为____________________。

(4)联合工艺法：本方法的反应原理由三步组成：

①电解氯化钠溶液NaCl＋3H₂ONaClO₃＋3H₂↑

②氢气和氯气合成氯化氢

③生成二氧化氯2NaClO₃＋4HCl2NaCl＋2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O此方法的原子利用率最大为________%。

Answer 1

【解析】　(1)根据题意，原子利用率为2×67.5÷(2×106.5＋36.5×4)×100%＝37.6%。

(3)根据氧化还原反应，可写出2NaClO₂＋Cl₂2NaCl＋2ClO₂，然后用原子利用率检验化学方程式。

(4)由该过程三个化学方程式可整理出总化学方程式：Cl₂＋4H₂O2ClO₂＋4H₂，原子利用率最大可为2×67.5÷(71＋72)×100%＝94.4%。

【答案】　(1)37.6　(2)2H^＋＋2e^－H₂↑(或2H₂O＋2e^－H₂↑＋2OH^－)

(3)2NaClO₂＋Cl₂2NaCl＋2ClO₂　(4)94.4