Question

【題目】世界環保聯盟建議全面禁止使用氯氣用于飲用水的消毒，而建議采用高效“綠色”消毒劑二氧化氯。二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體，易溶于水、不穩定、呈黃綠色，在生產和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋，同時需要避免光照、震動或受熱。實驗室以電解法制備 ClO2 的流程如下：

（1）ClO2 中所有原子_____（填“是”或“不是”）都滿足 8 電子結構。上圖所示方法制得的混合氣中雜質氣體 B 能使石蕊試液顯藍色，除去該雜質氣體可選用_____；

A．飽和食鹽水 B．堿石灰 C．濃硫酸 D．蒸餾水

（2）穩定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開發的新型產品。下列說法正確的是_____；

A．二氧化氯可廣泛用于工業和飲用水處理

B．應用在食品工業中能有效地延長食品貯藏期

C．穩定性二氧化氯的出現大大增加了二氧化氯的使用范圍

D．在工作區和成品儲藏室內，要有通風裝置和監測及警報裝置

（3）歐洲國家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備，但該方法缺點是產率低、產品難以分離， 還可能污染環境。寫出該方法發生的化學方程式_____；

（4）我國廣泛采用經干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO2）反應制備，化學方程式是______，此法相比歐洲方法的優點是_____。

（5）科學家又研究出了一種新的制備方法，利用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液還原氯酸鈉，化學反應方程式為_____，此法提高了生產及儲存、運輸的安全性，原因是_____。

Answer 1

【答案】 不是 C A、B、C、D 2NaClO3＋4HCl(濃) === 2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O 2NaClO2＋Cl2=== 2NaCl＋2ClO2 產率高，易于分離，沒有產生毒副產品 H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4=== Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O 反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用

【解析】NH4Cl溶液中加入鹽酸進行電解得到NCl3，結合N元素化合價升高，可知氫元素化合價降低，則生成的氣體A為H2，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2與氣體B，氣體B能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則B為NH3。

(1)Cl最外層7個電子，只有1個單電子，O最外層6個電子，含2個單電子，則O原子不能滿足8電子穩定結構，產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色，為氨氣，可選酸來除雜，只有C中濃硫酸符合，故答案為：不是；C；

(2)A．二氧化氯具有強的氧化性，二氧化氯可廣泛用于工業和飲用水處理，代替氯氣，為“綠色”消毒劑，故A正確；B．二氧化氯能殺菌消毒，有效地延長食品貯藏期，故B正確；C．穩定性二氧化氯的出現大大增加了二氧化氯的使用范圍，便于運輸和應用，故C正確；D．二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體，在工作區和成品儲藏室內，要有通風裝置和監測及警報裝，故D正確；故選：A、B、C、D；

(3)氯酸鈉氧化濃鹽酸生成二氧化氯、氯化鈉、水和氯氣，反應的化學方程式：2NaClO3+4HCl(濃)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O，故答案為：2NaClO3+4HCl(濃)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O；

(4)氯氣與固體亞氯酸鈉發生氧化還原反應生成二氧化氯和氯化鈉，依據氧化還原反應結合原子個數守恒，反應的方程式：2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2；該法相比歐洲方法的優點為安全性好，沒有產生毒副產品，故答案為：2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2；安全性好，沒有產生毒副產品；

(5)用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液還原氯酸鈉，反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水，該反應為H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O，此法提高了生產及儲存、運輸的安全性，原因是反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用，故答案為：H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O；反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用。