Question

10．作为世界卫生组织（WHO）推荐的A1级广谱、安全高效消毒剂，二氧化氯（ClO₂）在水处
理领域有着广泛应用．与氯气相比，它不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物．
（1）反应时，ClO₂生成ClO₂^-、Cl^-的转化率与溶液的pH的关系如图所示．则pH=8时，ClO₂被还原为ClO₂^-．
（2）亚氯酸根离子（ClO₂^-）对人体不利．欲在弱碱性条件下将水中的ClO₂^-转化为Cl^-除去，若该反应体系中的物质有：NaClO₂、Fe（OH）₃、NaHCO₃、FeCl₂、NaCl、H₂O、CO₂．写出、配平有关化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：
（3）以下是ClO₂的两种制备方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl→2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄→2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
①方法一，当有0.2mol电子发生转移时，参与反应的还原剂为0.2 mol．
②方法二：该反应中H₂O₂a（填序号）．
a．发生氧化反应  b．仅做氧化剂  c．既被氧化又被还原  d．既未被氧化也未被还原
③用方法二制备的ClO₂更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是方法二制备的ClO₂中不含Cl₂．

Answer 1

分析 （1）根据图中的信息：当pH=8时，ClO₂被还原为ClO₂^-的转化率是100%．
（2）氧化还原反应中，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数，根据化合价的升降来判断回答；
（3）①2NaClO₃+4HCl→2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中4molHCl反应时只有2mol被氧化，转移2mol电子；
②反应二中，H₂O₂中的O元素的化合价升高；
③两种方法相比较，方法一中生成的气体中含有氯气．

解答 解：（1）根据图中的信息：当pH=8时，ClO₂被还原为ClO₂^-的转化率是100%，
故答案为：ClO₂^-．
（2）在弱碱性条件下水中的ClO₂^-转化为Cl^-，体现氧化性，该反应体系中的物质NaClO₂具有氧化性，FeCl₂具有还原性，反应为：NaClO₂+NaHCO₃+4eCl₂+H₂O→4e（OH）₃+NaCl+CO₂↑，该氧化还原反应中，Cl失电子，Fe得到电子，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=4，NaClO₂+4FeCl₂+8NaHCO₃+2H₂O=4Fe（OH）₃↓+9NaCl+8CO₂↑，电子转移表示为：，
故答案为：；
（3）①2NaClO₃+4HCl→2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中4molHCl反应时只有2mol被氧化，转移2mol电子，所以当有0.2mol电子发生转移时，参与反应的还原剂为为0.2mol；
故答案为：0.2；
②2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄→2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O中，H₂O₂中的O元素的化合价升高，所以H₂O₂只做还原剂，发生氧化反应；
故答案为：a；
③因方法一制得的ClO₂中含有Cl₂，Cl₂可能生成有机氯代物，则用方法二制备的ClO₂更适合用于饮用水的消毒；
故答案为：方法二制备的ClO₂中不含Cl₂．

点评 本题考查了氧化还原反应、氯的化合物的性质，题目难度中等，注意把握氧化还原反应的有关概念以及电子转移的计算，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．