Question

15．二氧化氯是黄绿色的气体，可用于水体消毒与废水处理．一种制备方法为：
1 H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1 Na₂SO₄+2CO₂↑+2 ClO₂↑+2 H₂O，完成下列填空：
（1）配平上述反应方程式，该反应的还原产物是ClO₂．
（2）该反应每产生0.2mol ClO₂，需要消耗草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）12.6 g．
（3）二氧化氯具有强氧化性，能漂白有色物质，其漂白原理与HClO相同．（写一种）
（4）二氧化氯能净化有毒废水中的氰化钠（NaCN），生成NaCl、CO₂和N₂，请写出此反应的离子方程式2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-．
（5）上述反应产物NaCl中含有离子键，工业上用电解熔融的氯化钠制备金属钠，氯气在阳极
（写电极名称）产生．

Answer 1

分析 （1）分析反应中各元素化合价变化，找出化合价升高和降低的元素，依据氧化还原反应得失电子守恒结合原子个数守恒规律配平方程式；所含元素化合价降低的反应物为氧化剂，对应产物为还原产物；
（2）依据方程式1H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，生成2molCO₂，消耗H₂C₂O₄；
据此计算每产生0.2mol ClO₂，需要消耗草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）的物质的量，依据m=nM计算其质量；
（3）二氧化氯、次氯酸都具有强的氧化性，都能够氧化有机色素生成无色物质；
（4）根据信息：二氧化氯和氰化钠（NaCN）反应，生成NaCl、CO₂和N₂，配平方程式即可；
（5）氯化钠为钠离子与氯离子通过离子键结合在一起；工业上用电解熔融的氯化钠制备金属钠，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，据此解答．

解答 解：（1）反应中H₂C₂O₄中C元素的化合价从+3升高到了CO₂中+4价，共失电子2mol，NaClO₃中Cl元素的化合价从+5价降到了ClO₂中+4价，共得到电子1mol，依据氧化还原反应得失电子守恒，H₂C₂O₄系数为1，NaClO₃系数为2，结合原子个数守恒规律，可知反应方程式：1H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；
NaClO₃中Cl元素的化合价从+5价降到了ClO₂中+4价，做氧化剂，对应产物ClO₂为还原产物；
故答案为：1；2；1；1；2；2；2；ClO₂；
（2）依据方程式1H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，生成2molCO₂，消耗H₂C₂O₄；
所以计算每产生0.2mol ClO₂，消耗0.1molH₂C₂O₄，需要消耗草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）质量m=0.1mol×126g/mol=12.6g；
故答案为：12.6；
（3）二氧化氯、次氯酸都具有强的氧化性，都能够氧化有机色素生成无色物质；
故答案为：HClO；
（4）根据信息：二氧化氯和氰化钠（NaCN）反应，生成NaCl、CO₂和N₂，即2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-，故答案为：2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-；
（5）氯化钠为钠离子与氯离子通过离子键结合在一起；工业上用电解熔融的氯化钠制备金属钠，阳极氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，阴极钠离子得到电子发生还原反应生成钠，
故答案为：离子； 阳极．

点评 本题为综合题，考查了氧化还原方程式配平、电子转移数目计算、物质漂白性的原理、钠的冶炼，明确氧化还原反应规律、熟悉电解池工作原理是解题关键，题目难度中等．