Question

19．二氧化氯（ClO₂）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂．而且与氯气（Cl₂）相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯化物．下列两种方法可制备ClO₂：
方法一：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
方法二：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
（1）关于方法一的下列说法中正确的是BC（填序号）．
A、H₂SO₄是氧化剂    B、NaClO₃被还原    C、H₂O₂是还原剂  D、ClO₂中的Cl为+2价
（2）方法二中被还原物质与被氧化物质的量之比是1：1，若反应中产生的ClO₂气体在标准状况下的体积为3.36L，则电子转移为0.15mol．
（3）某温度下，将Cl₂通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO₃的混合液，经测定Cl^-与ClO${\;}_{3}^{-}$的物质的量浓度之比为9：1，则所得溶液c（ClO${\;}_{3}^{-}$）：c（ClO^-）=1：4．

Answer 1

分析 （1）该反应中，氯元素化合价由+5价变为+4价，硫元素化合价由+4价变为+6价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂，氧化剂被还原生成还原产物，还原剂被氧化生成氧化产物，据此分析解答；
（2）根据化合价变化分析电子情况，反应中2mol的NaClO₃是氧化剂，被还原，2mol的盐酸作还原剂，被氧化； 然后计算出生成1molClO₂时转移电子的物质的量及数目；
（3）Cl₂生成ClO^-与ClO₃^-是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，Cl^-与ClO₃^-的物质的量浓度之比为9：1，则可设Cl^-为9mol，从0价的氯变成-1价的氯得到9mol的电子，ClO₃^-为1mol，从0价的氯变成+5价的氯，失去5mol的电子，根据得失电子守恒，Cl₂中变成ClO^-中的氯失去4mol的电子，由此分析解答．

解答 解：（1）该反应中，氯元素化合价由+5价变为+4价，硫元素化合价由+4价变为+6价，
A．硫酸在反应前后化合价不变，所以既不是氧化剂也不是还原剂，故A错误；
B．氯酸钠中氯元素化合价由+5价变为+4价，得电子作氧化剂，被还原，故B正确；
C．H₂O₂中的氧由-1价变成0，还原剂，故C正确；
D．氯酸钠中氯元素化合价由+5价变为+4价，得电子作氧化剂生成ClO₂是还原产物，故D错误；
故选BC；
（2）根据化合价变化分析电子情况，反应中2mol的NaClO₃是氧化剂，被还原，2mol的盐酸作还原剂，被氧化，所以被还原物质与被氧化物质的量之比是2mol：2mol=1：1； 生成1molClO₂时转移电子的物质的量及数目为1mol，反应中产生的ClO₂气体在标准状况下的体积为3.36L的物质的量为：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，则电子转移为0.15mol，故答案为：1：1；.15mol；
（3）Cl₂生成ClO^-与ClO₃^-是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，Cl^-与ClO₃^-的物质的量浓度之比为9：1，则可设Cl^-为9mol得到9mol的电子，ClO₃^-为1mol，失去5mol的电子，根据得失电子守恒，ClO^-的物质的量为：4mol，则所得溶液c（ClO₃^-）：c（ClO^-）=1：4，故答案为：1：4．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，题目难度不大，本题注意从氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等的角度计算，注意守恒法的利用．