Question

12．二氧化氯（ClO₂）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，易溶于水．
（1）ClO₂在杀菌消毒的同时，可将剧毒氰化物氧化成无毒气体而除去，写出用ClO₂氧化除去CN^-的离子方程式2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-．
（2）①工业上制备ClO₂，可以通过NaClO₃在H₂SO₄存在的条件下与Na₂SO₃反应制得，请写出该反应的化学方程式：2NaClO₃+H₂SO₄+Na₂SO₃=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O．
②实验室制备ClO₂，可以用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料在一定条件下制得，只是制得的ClO₂中混有NH₃，除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是C；
A．饱和食盐水  B．碱石灰         C．浓硫酸    D．水
（3）饮用水中的NO₃^- 主要来自于NH₄⁺．已知在微生物作用的条件下，NH₄⁺ 经过两步反应被氧化成NO₃^-．两步反应的能量变化示意图如下：

试写出1mol NH₄⁺ （aq）全部氧化成NO₃^- （aq）的热化学方程式是NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）ClO₂可将剧毒氰化物氧化成无毒气体氮气而除去，本身被还原为氯离子；
（2）①在酸性条件下，NaClO₃和Na₂SO₃溶液混合反应生成ClO₂、硫酸钠和水；
②由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨气为碱性气体；
（3）由图可知第一步的热化学方程式为NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-273KJ/mol，
第二步的热化学方程式为：NO₂^-（aq）+0.5O₂（g）═NO₃^-（aq）△H=-73KJ/mol，
结合盖斯定律可知，两使相加得到NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）．

解答 解：（1）ClO₂可将剧毒氰化物氧化成无毒气体氮气而除去，本身被还原为氯离子，离子反应为2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，
故答案为：2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-；
（2）①在酸性条件下，NaClO₃和Na₂SO₃溶液混合反应生成ClO₂、硫酸钠和水，反应为2NaClO₃+H₂SO₄+Na₂SO₃=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O，
故答案为：2NaClO₃+H₂SO₄+Na₂SO₃=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；
②A．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．
故答案为：C；     
（3）第一步的热化学方程式为NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-273KJ/mol，
第二步的热化学方程式为：NO₂^-（aq）+0.5O₂（g）═NO₃^-（aq）△H=-73KJ/mol，
由盖斯定律，两个反应式相加得到NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq），△H=-273KJ/mol+（-73KJ/mol）=-346 kJ/mol，
故答案为：NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346 kJ/mol．

点评 本题考查较综合，涉及物质的性质、氧化还原反应及热化学反应方程式书写等，注重化学反应原理及分析与应用能力的考查，题目难度不大．