Question

16．世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯．二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热．实验室以电解法制备ClO₂的流程如图：

（1）ClO₂中所有原子C（填“是”或“不是”）都满足8电子结构．图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用C．
A．饱和食盐水　 B．碱石灰　 C．浓硫酸　 D．蒸馏水
（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是ABCD．
A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置
（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备．化学反应方程式为2NaClO₃+4HCl（浓）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境．
（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO₂）反应制备，化学方程式是2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂，此法相比欧洲方法的优点是安全性好，没有产生毒副产品．
（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用．

Answer 1

分析 （1）Cl最外层7个电子，只有1个单电子，O最外层6个电子，含2个单电子；产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，为氨气，可选酸来除杂；
（2）高效“绿色”消毒剂二氧化氯，可推广使用，代替氯气；
（3）氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水；
（4）氯气与固体亚氯酸钠（NaClO₂）反应，生成氯化钠和二氧化氯；
（5）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水，以此来解答．

解答 解：（1）Cl最外层7个电子，只有1个单电子，O最外层6个电子，含2个单电子，则O原子不能满足8电子稳定结构，产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，为氨气，可选酸来除杂，只有C中浓硫酸符合，
故答案为：不是；C；
（2）A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理，代替氯气，为“绿色”消毒剂，故A正确；
B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期，能杀菌消毒，故B正确；
C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围，便于运输和应用，故C正确；
D．二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装，故D正确；
故答案为：ABCD；
（3）氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水，该反应为：2NaClO₃+4HCl（浓）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，
故答案为：2NaClO₃+4HCl（浓）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；
（4）氯气与固体亚氯酸钠（NaClO₂）反应，生成氯化钠和二氧化氯，该反应为2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂，该法相比欧洲方法的优点为安全性好，没有产生毒副产品，
故答案为：2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂；安全性好，没有产生毒副产品；
（5）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水，该反应为H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，
此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用，
故答案为：H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用．

点评 本题考查制备方案的设计，题目难度中等，注意把握所给信息来分析解答，侧重学生解决新问题能力的考查，将知识活学活用为解答的关键，试题培养了学生的化学实验能力．