Question

二氧化氯（ClO₂）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂．
（1）工业上制备ClO₂的反应原理为2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl．
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是

 

A．只有还原性B．还原性和酸性C．只有氧化性D．氧化性和酸性
②若上述反应中产生0.1mol Cl₂，则转移电子的物质的量为

 

mol．
（2）ClO₂与KOH溶液的反应和Cl₂与KOH的反应类似，且氧化产物与还原产物的物质的量之比为5：1，请写出该反应的化学方程式

 

．
（3）ClO₂对污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明显的去除效果．某工厂污水中含CN^-a mg/L，则①其中CN^-的物质的量浓度为

 

mol/L（用含a的代数式表示）；②现用ClO₂将CN^-氧化，产物均无污染，且有两种气体生成，其离子反应方程式为

 

；③处理100m³这种污水，至少需要ClO₂

 

mol（用含a的代数式表示）．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：氧化还原反应专题,卤族元素

分析：（1）2NaClO₃+4HCl（浓）=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl中，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，Cl元素的化合价由-1价升高为0；
（2）根据ClO₂在碱溶液中发生岐化其氧化产物和还原产物的物质的量比为5：1，可知Cl的化合物由+4变为-1和+5，还原产物为Cl^-，氧化产物为ClO₃^-；
（3）某工厂污水中含CN^-a mg/L，根据n=

m

M

=cV计算；ClO₂将CN^-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子；根据方程式计算需要ClO₂的物质的量．

解答： 解：（1）①HCl中的氯元素在产物存在于Cl₂，氯元素的化合价升高，氯元素被氧化，HCl起还原剂作用，同时存在NaCl中氯元素的化合价未变化，故HCl还起酸的作用，故答案为：B；
②Cl₂是氧化产物，氯元素的化合价由-1价升高为0价，转移电子物质的量为0.1mol×2×（1-0）=0.2mol，故答案为：0.2；
（2）根据ClO₂在碱溶液中发生岐化其氧化产物和还原产物的物质的量比为5：1，可知Cl的化合物由+4变为-1和+5，还原产物为NaCl，氧化产物为NaClO₃，
因此化学方程式为：6ClO₂+6KOH=KCl+5KClO₃+3H₂O，故答案为：6ClO₂+6KOH=KCl+5KClO₃+3H₂O；
（3）①某工厂污水中含CN^-a mg/L，则c=

a×10-3g 26

1L

=

a×10-3

26

mol/L，故答案为：

a×10-3

26

；
②ClO₂将CN^-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子，反应离子方程式为：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-，
故答案为：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-；
③100m³废水中CN^-质量=100m³×ag/m³=100ag，CN^-的物质的量为

100ag

26g/mol

=

50a

13

mol，由方程式可知，至少需要ClO₂的物质的量=

50a

13

mol，故答案为：

50a

13

mol．

点评：本题考查氧化还原反应、常用化学用语、化学计算等，题目难度中等，是对学生综合能力的考查，需要学生具有扎实的基础与分析解决问题的能力．