Question

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的流程如下：

 

(1)ClO₂中所有原子________(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上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________(填选项字母)。

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(　　)

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区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，但该方法缺点是产率低、产物难以分离，还可能污染环境。写出该方法发生反应的化学方程式________________________。

(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______________________，此法相比欧洲方法的优点是___________________________________________________________。

(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

_______________________________________________________。

此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是______________________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)ClO₂中氯原子最外层有7个电子，是奇数，而两个氧原子最外层共有12个电子，是偶数，所以ClO₂中所有原子并不是都满足8电子结构。能使石蕊试液显蓝色的气体是氨气，氨气是碱性气体，可用浓硫酸吸收。(2)由题目所给信息知，二氧化氯可代替氯气用于工业和饮用水处理，是“绿色”消毒剂，A项正确。由于二氧化氯具有消毒杀菌的功效，所以应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期，B项正确。稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围，C项正确。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，故在工作区和成品储藏室区要有通风装置和监测及警报装置，D项正确。(3)根据“可能污染环境”可知反应中有氯气生成，根据得失电子守恒、元素守恒等配平化学方程式。(4)根据题目所给信息知，反应物为NaClO₂和Cl₂，产物中有ClO₂，根据得失电子守恒和元素守恒知该反应的化学方程式为2NaClO₂＋Cl₂===2NaCl＋2ClO₂。(5)该方法中生成的二氧化碳起到稀释作用，提高了生产、储存及运输的安全性。

答案　(1)不是　C

(2)ABCD

(3)2NaClO₃＋4HCl(浓)===2NaCl＋Cl₂↑＋2ClO₂↑＋2H₂O

(4)2NaClO₂＋Cl₂===2NaCl＋2ClO₂　产率高，易于分离，没有产生毒副产品

(5)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