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【题目】二氧化氯(ClO2)是世界卫生组织(WHO)推荐的A1级广谱、安全、高效消毒剂。以下是ClO2的两种制备方法:

方法一:2NaClO3 + 4HCl → 2ClO2↑+ Cl2↑+ 2NaCl + 2H2O

方法二:H2C2O4 + 2NaClO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2CO2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O

完成下列填空:

(1)在方法一中,当有0.2 mol电子发生转移时,参与反应的还原剂为_________ mol

(2)在方法二中,反应物H2C2O4_________(填序号)。

a.仅做氧化剂 b.既被氧化又被还原

c.发生氧化反应 d.既未被氧化也未被还原

(3)两种方法相比,___________(填写方法一方法二)制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是______________________________________________

(4)实验室也可用氯酸钠(NaClO3)和亚硫酸钠(Na2SO3)用硫酸酸化,加热制备二氧化氯,其化学反应方程式为 ________________________________________________

(5)氯原子核外共有______种不同运动状态的电子,氯离子的最外层电子排布式是________

(6)CCl4分子的空间构型为__________________CO2的电子式是___________________

(7)相同压强下,部分元素氯化物的熔点见表:

氯化物

NaCl

KCl

CCl4

熔点/℃

804

773

-22.92

试解释表中氯化物熔点差异的原因:_______________________________________________________

【答案】0.2 c 方法二 方法一产生污染性气体氯气,而方法二产生二氧化碳气体对水体无污染 2 NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4 2ClO2 + 2Na2SO4 + H2O 17 3s23p6 正四面体 NaCl KCl为离子晶体,CCl4为分子晶体,故CCl4的熔点低;K+的半径比Na+的半径大,KCl中离子键强度较NaCl小,故KCl的熔点比NaCl

【解析】

(1)方法一:2NaClO3 + 4HCl →2ClO2↑+ Cl2↑+ 2NaCl + 2H2O,根据化合价变化规律,同种元素化合价不交叉,NaClO3作氧化剂发生还原反应生成ClO2,则两份NaClO3参与反应化合价降低2;四份HCl2份体现还原性化合价升高生成氯气,化合价升高22份HCl中Cl的化合价不变生成氯化钠;则该反应化合价变化为2,转移电子数为2;根据分析电子转移数目与作还原剂的HCl物质的量为11,当有0.2 mol电子发生转移时,参与反应的还原剂0.2mol

(2) 方法二:H2C2O4 + 2NaClO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2CO2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O,草酸中的碳元素从+3价→+4价,发生氧化反应做还原剂;故选c

(3)两种方法相比,方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是方法一产生污染性气体氯气,而方法二产生二氧化碳气体对水体无污染;

(4) 硫酸酸化,Na2SO3做还原剂发生氧化反应得到Na2SO4,化合价升高2NaClO3发生还原反应生成二氧化氯,化合价降低1,根据化合价守恒nNa2SO3:nNaClO3=1:2,其余部分按照原子守恒配平,故其化学反应方程式为2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO42ClO2↑ + 2Na2SO4 + H2O

(5)氯原子核外共有17个电子,每个电子的运动状态都不同,故有17种不同运动状态的电子;按照构造原理氯离子的最外层电子排布式是3s23p6

(6)CCl4中C的价层电子对数为4,没有孤电子对,则CCl4分子的空间构型为正四面体; CO2的电子式是

(7)对比物质的熔沸点,首先确定物质的晶体类别,一般熔沸点大小比较:原子晶体>离子晶体>分子晶体;若均为离子晶体,比较离子键强弱; NaCl KCl为离子晶体,CCl4为分子晶体,故CCl4的熔点低;K+的半径比Na+的半径大,KCl中离子键强度较NaCl小,故KCl的熔点比NaCl低。

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