二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂.而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物．制备ClO2有下列两种方法:方法一:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O(1)方法一的离子� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

12．二氧化氯（ClO₂）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，而且与Cl₂相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物．制备ClO₂有下列两种方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
（1）方法一的离子方程式是2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
（2）方法二中被还原的物质是NaClO₃，若反应中产生的ClO₂气体在标准状况下的体积为2.24L，则电子转移数为0.1N_A．
（3）某温度下，将Cl₂通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO₃的混合液，经测定ClO^-与ClO₃^-的浓度之比为1：1，则Cl₂与NaOH溶液反应时被还原的氯原子与被氧化的氯原子的物质的量之比为3：1．

分析（1）反应中除气体、水写成化学式之外其它都是强电解质，写成离子的形式；
（2）2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+2Na₂SO₄+2H₂O中，Cl元素的化合价降低，O元素的化合价升高，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂；
（3）Cl₂生成ClO^-与ClO₃^-是被氧化的过程，Cl₂生成NaCl是被还原的过程，氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，根据ClO^-与ClO₃^-的物质的量浓度之比可计算失去电子的总物质的量，进而可计算得到电子的总物质的量，可计算被还原的氯元素的物质的量，则可计算被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比．

解答解：（1）方法一中的反应只有钠离子和一半的氯离子实际不参加反应，则离子反应为2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；
（2）2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+2Na₂SO₄+2H₂O中，O元素的化合价升高，则H₂O₂为还原剂被氧化，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，转移1个电子，NaClO₃为氧化剂，被还原，若反应中产生的ClO₂气体在标准状况下的体积为2.24L，物质的量为0.1mol，则有0.1mol电子转移，
故答案为：NaClO₃； 0.1；
（3）Cl₂生成ClO^-与ClO₃^-是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，
ClO^-与ClO₃^-的物质的量浓度之比为1：1，
则可设ClO^-为1mol，ClO₃^-为1mol，被氧化的Cl共为2mol，
失去电子的总物质的量为1mol×（1-0）+1mol×（5-0）=6mol，
氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，
Cl₂生成KCl是被还原的过程，化合价由0价降低为-1价，
则得到电子的物质的量也应为6mol，
则被还原的Cl的物质的量为6mol，
所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为6mol：2mol=3：1，
故答案为：3：1．

点评本题考查氧化还原反应的计算，题目难度不大，本题注意从氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等的角度计算，注意守恒法的利用．

练习册系列答案