Question

11．二氧化氯（ClO₂）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，用ClO₂替代Cl₂对自来水进行消毒是城市饮用水处理新技术．工业上制备ClO₂的方法很多，可以用合适的还原剂还原NaClO₃制得．
（1）在硫酸酸化的条件下用 草酸还原NaClO₃制ClO₂，其反应的化学方程式为2NaClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+Na₂SO₄+2H₂O．
（2）工业以CH₃OH与NaClO₃为原料在酸性条件下制取ClO₂，同时产生CO₂气体，已知该反应分为两步进行，第一步为2ClO₃^-+2Cl^-+4H⁺=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
①写出第二步反应的离子方程式CH₃OH+3Cl₂+H₂O=CO₂↑+6Cl^-+6H⁺．
②工业生产时需在反应物中加少量Cl^-，其作用是催化作用．
（3）ClO₂可以看做是亚氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐，写出ClO₂与NaOH溶液反应的离子方程式2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O．
（4）ClO₂可用于含CN^-废水的处理，产生的两种气体可以直接排入空气．
①已知CN^-中C、N的最外层都满足8电子结构，写出CN^-的电子式．
②写出该反应的离子方程式2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-．

Answer 1

分析 （1）在硫酸酸化的条件下用 草酸还原NaClO₃制ClO₂，结合反应物、生成物以及质量守恒书写化学方程式；
（2）①CH₃OH与NaClO₃为原料在酸性条件下制取ClO₂，同时产生CO₂气体，则该反应方程式为
CH₃OH+6ClO₃^-+6H⁺=6ClO₂↑+CO₂↑+5H₂O，将总方程式减去第一步反应方程式即得第二步反应方程式；
②氯离子在第一步作反应物、在第二步作生成物；
（3）ClO₂可以看做是亚氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐ClO₂与NaOH溶液反应生成ClO₂^-、ClO₃^-；
（4）ClO₂可用于含CN^-废水的处理，产生的两种气体可以直接排入空气，应生成二氧化碳和氮气．

解答 解：（1）在硫酸酸化的条件下用 草酸还原NaClO₃制ClO₂，反应的化学方程式为2NaClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+Na₂SO₄+2H₂O，
故答案为：2NaClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+Na₂SO₄+2H₂O；
（2）①由题中给出的反应物和生成物写出总的离子方程式再叠减第一步的离子方程式得出第二步的离子方程式为CH₃OH+3Cl₂+H₂O=6Cl^-+CO₂+6H⁺，
故答案为：CH₃OH+3Cl₂+H₂O=CO₂↑+6Cl^-+6H⁺；
②通过分析离子方程式得出，Cl^-没有参加反应，作为催化剂，故答案为：催化作用；
（3）ClO₂可以看做是亚氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐ClO₂与NaOH溶液反应生成ClO₂^-、ClO₃^-，反应的离子方程式为2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O，
故答案为：2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O；
（4）①CN^-与氮气为等电子体，含有三键，电子式为，故答案为：；
②ClO₂可用于含CN^-废水的处理，产生的两种气体可以直接排入空气，应生成二氧化碳和氮气，反应的离子方程式为2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，
故答案为：2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-．

点评 本题综合考查含氯化合物知识，为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握相关基础知识的积累，难度不大．