Question

17．ClO₂是一种消毒、杀菌效率高、二次污染小的水处理剂．实验室可通过以下反应制得ClO₂：
2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O
试回答下列问题．
（1）该反应中还原剂的化学式是H₂C₂O₄；被还原元素的元素符号是Cl；
（2）试比较KClO₃和CO₂的氧化性强弱KClO₃＞CO₂；
（3）当转移0.5mol电子时，消耗氧化剂的物质的量为0.5mol．
（4）消毒时，ClO₂还可以将水中的Fe²⁺、Mn²⁺等转化成Fe（OH）₃和MnO₂等难溶物，此过程说明ClO₂具有氧化（填“氧化”或“还原”）性．
（5）工业上可以通过下列方法制取ClO₂，请完成该反应的化学方程式：2KClO₃+SO₂═2ClO₂+K₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O中，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价得到电子被还原，C元素的化合价由+3价升高到+4价，以此来解答；
（2）根据氧化剂的氧化性大于氧化产物判断；
（3）由Cl元素的化合价变化可知，每消耗1 mol KClO₃，转移1mol×（5-4）=1mol电子，据此计算；
（4）结合氧化还原反应中化合价升降相等，判断ClO₂中Cl元素化合价变化，元素化合价升高表现还原性，元素化合价降低表现氧化性；
（5）反应中Cl元素化合价降低，则二氧化硫中S元素化合价升高，应生成硫酸盐，结合原子守恒确定缺项物质．

解答 解：（1）Cl元素的化合价降低，得到电子被还原，C元素的化合价由+3价升高到+4价，则H₂C₂O₄为还原剂，故答案为：H₂C₂O₄；Cl；
（2）2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O中，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，则KClO₃为氧化剂，C元素的化合价由+3价升高到+4价，则CO₂为氧化产物，所以KClO₃和CO₂的氧化性强弱为：KClO₃＞CO₂，故答案为：KClO₃＞CO₂；
（3）由Cl元素的化合价变化可知，每消耗1 mol KClO₃，转移1mol×（5-4）=1mol电子，则当转移0.5mol电子时，消耗氧化剂的物质的量为0.5mol，故答案为：0.5mol；
（4）反应中Fe元素、Mn元素化合价升高，根据化合价升降相等，ClO₂中Cl元素化合价降低，表现氧化性，
故答案为：氧化；
（5）反应中Cl元素化合价降低，则二氧化硫中S元素化合价升高，应生成硫酸盐，结合原子守恒确定缺项物质为K₂SO₄，
故答案为：K₂SO₄．

点评 本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应基本概念及转移电子的考查，题目难度不大．