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、震动或受热。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。上图所示方法制得的混合气中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去该杂质气体可选用    __；

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，但该方法缺点是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。写出该方法发生的化学方程式           ；

（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

【答案】

（1）不是（1分）     C（1分）

（2）A、B、C、D  （全选给3分，漏选给2分）

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

（4）2NaClO₂＋Cl₂ = 2NaCl＋2ClO₂ （2分）

产率高，易于分离，没有产生毒副产品  （2分）

（5）H₂C₂O₄＋2NaClO₃＋H₂SO₄= Na₂SO₄＋2CO₂↑＋2ClO₂↑＋2H₂O  （2分）

反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用  （2分）

【解析】

试题分析：（1）对于共价化合物元素化合价绝对值+元素原子的最外层电子层=8，则该元素原子满足8电子结构，中Cl元素化合价为+4，Cl原子最外层电子数为7，所以4+7=11，Cl原子不满足8电子结构；据此判断ClO₂中所有原子不是都满足8电子结构。混合气中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，说明是氨气。A、ClO₂易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，故A错误；B、碱石灰不能吸收氨气，故B错误；C、浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO₂，故C正确；D、ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨气，故D错误。

（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：A、B、C、D；

（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。

（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。

（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。

考点：考查二氧化氯的性质及应用。