题目内容

10．ClO2是一种黄绿色到橙黄色的气体，ClO2与Cl2的氧化性相近，被国际上公认为安全、低毒的绿色消毒剂，近几年我国用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒．
（1）工业上制备ClO2的反应原理常采用：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl．
浓盐酸在反应中显示出来的性质是酸性和还原性
（2）科学家研究出的一种新的制备ClO2的方法，在酸性溶液中用草酸（H2C2O4）还原氯酸钠（NaClO3），请完成该离子反应方程式并配平：H2C2O4+2ClO3-+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O．
（3）液氯也常用作自来水消毒，则相同物质的量的ClO2的消毒效率是Cl2的2.5倍．（消毒效率指单位物质的量得电子数）
（4）自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1～0.8mg•L-1之间．碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：
操作Ⅰ：取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝．
操作Ⅱ：加入一定量的Na2S2O3溶液．（已知：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-）
操作Ⅲ：加硫酸调节水样pH至1～3．操作时，不同
pH环境中粒子种类如右图所示：请回答：
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是2ClO2+2I-═2ClO2+I2．
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是蓝色恰好消失．
（5）ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果．某工厂污水中含CN-a mg/L，现用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-；处理100m3这种污水，至少需要ClO2$\frac{50a}{13}$mol．

分析 （1）HCl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，存在NaCl中氯元素的化合价未变化；
（2）酸性溶液中用草酸（H2C2O4）还原氯酸钠（NaClO3），发生氧化还原反应，遵循电子、电荷守恒；
（3）设物质的量均为1mol，则ClO2、Cl2的转化为Cl-得到电子分别为5mol、2mol；
（4）①操作Ⅰ中ClO2与KI发生氧化还原反应；
②操作Ⅱ：加入一定量的Na2S2O3溶液，发生2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，蓝色消失；
（5）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；结合离子反应计算．

解答 解：（1）2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl中生成氯气体现还原性、生成NaCl体现酸性，故答案为：酸性和还原性；
（2）酸性溶液中用草酸（H2C2O4）还原氯酸钠（NaClO3），离子反应为H2C2O4+2ClO3-+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O，遵循电荷、电子守恒，
故答案为：H2C2O4+2ClO3-+2H+=2CO2↑+2ClO2↑+2H2O；
（3）设物质的量均为1mol，则ClO2、Cl2的转化为Cl-得到电子分别为5mol、2mol，则相同物质的量的ClO2的消毒效率是Cl2的$\frac{5mol}{2mol}$=2.5倍，故答案为：2.5；
（4）①操作Ⅰ中ClO2与KI发生氧化还原反应，离子反应为2ClO2+2I-═2ClO2+I2，故答案为：2ClO2+2I-═2ClO2+I2；
②操作Ⅱ：加入一定量的Na2S2O3溶液，发生2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，蓝色消失，则确定操作Ⅱ完全反应的现象是蓝色恰好消失，故答案为：蓝色恰好消失；
（5）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，离子反应为2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-，100m3废水中CN-质量=100m3×ag/m3=100ag，CN-的物质的量为$\frac{1000ag}{26g/mol}$=$\frac{50a}{13}$mol，由2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-可知，至少需要ClO2的物质的量为$\frac{50a}{13}$mol，
故答案为：2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-；  $\frac{50a}{13}$．

点评 本题考查物质含量的测得，为高频考点，把握发生的氧化还原反应、反应的计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意氧化还原反应的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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20．现有下列六个转化，其中不能通过一步反应实现的是（　　）
①SiO2→Na2SiO3             ②S→SO3            ③NH3→N2
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1．在含有c（NH4Cl）=3c（AlCl3）的溶液中滴加一定量的稀NaOH溶液，则下列离子方程式不符合实际反应情况的是（　　）
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B．2Al3++NH4++7OH-=2Al（OH）3↓+NH3•H2O
C．Al3++3NH4++7OH-=AlO2-+3NH3•H2O+2H2O
D．Al3++5NH4++9OH-=AlO2-+5NH3•H2O+2H2O
18．氨喷泉实验表现氨气具备什么性质（　　）
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5．含硫煤燃烧会产生大气污染，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是（　　）
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15．烷烃分子中的基团可能有四种：-CH3、-CH2-、、其数目分别用a、b、c、d表示，对烷烃（除甲烷外）中存在的关系作讨论：
（1）下列说法正确的是AC．
A．a的数目与b的数目的大小无关      B．c增加1，a就会增加3
C．d增加1，a就会增加2              D．b增加1，a就会增加2
（2）四种基团之间的关系为：a=2+c+2d（用b、c、d表示）
（3）若某烷烃分子中，b=c=d=1，则满足此条件的该分子的结构可能有3种，写出其中一种的名称：2，2，4-三甲基戊烷．
2．下列实验操作或仪器的使用图示中正确的是（　　）
A．
滴加药品的使用		B．
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C．
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稀释浓硫酸
19．己知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）+196.6KJ．在一定温度下，向一个容积不变的容器中，通入3molSO2和2molO2及固体催化剂，使之反应．平衡时容器内气体压强为起始时的90%．求：
（1）达到平衡时，反应放出的热量．
（2）达到平衡时三氧化硫的体积分数（用分数表示）．
20．常温下有浓度均为0.5mol•L-1的四种溶液：①Na2CO3、②NaHCO3、③HCl、④NH3•H2O．
（1）上述溶液中，可以发生水解的是①②（填序号）．
（2）上述溶液中，既能与氢氧化钠反应，又能和硫酸反应的溶液中离子浓度到小的顺序为c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（CO32-）＞c（H+）．
（3）向④中加入少量氯化铵固体，此时$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$的值增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．向④中加入水稀释，c（H+）将增大
（4）若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积小于④的体积（填“大于”、“小于”或“等于”），此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（Cl-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）．
（5）以10mL溶液③，加水稀释到500mL，则此时溶液中由水电离出的c（H+）=10-12mol/L．
（6）若将①和②的溶液等体积混合，请写出物料守恒：2c（Na+）=3c（CO32-）+3c（HCO3-）+3c（H2CO3）．
（7）若将③和④的溶液按1：2体积混合，溶液后呈碱性，请写出该混合溶液的粒子浓度关系：c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+）．

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