Question

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、震動或加熱。實驗室以電解法制備C1O₂的流程如下：

（1）C1O₂中所有原子________(填“是”或“不是”）都滿足8電子結構。上圖所示電解法制得的產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色，除去雜質氣體可選用________
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________(填選項字母）。
A．二氧化氯可廣泛用于工業和飲用水處理
B．二氧化氯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，要有通風裝置和檢測及警報裝置
（3）歐洲國家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備，化學方程式為________。此法缺點主要是產率低、產品難以分離，還可能污染環境。
（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，化學方程式為________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

（1） 不是     C  
（2）A、B、C、D  
（3）2NaClO₃＋4HCl（濃）＝ 2NaCl＋Cl₂↑＋2ClO₂↑＋2H₂O  
（4）2NaClO₂+Cl₂＝2NaCl+2ClO₂     安全性好，沒有產生毒副產品
（5）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

解析試題分析：（1）ClO₂分子中有3原子5電子的大π鍵，因此不是每個原子都滿足8電子。氣體B可使石蕊試液顯藍色，說明B氣體顯堿性，根據氣體來源，則B為氨氣，除去氨氣可用濃硫酸。
（2）ClO₂可用于自來水消毒，A正確；ClO₂有殺菌、消毒的功能，因此可延長食品貯藏期，B正確；穩定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開發，因此可擴大二氧化氯的應用范圍，C正確；二氧化氯有毒、不穩定、易爆炸，因此在密閉空間使用時要有檢測和警報裝置，D正確。
（3）根據氧化還原反應原理及題中產品污染環境，可知在生成ClO₂的同時，還有Cl₂生成。
（4）NaClO₂中Cl的化合價升高生成ClO₂，則Cl₂中的Cl化合價降低，生成Cl^-。此法不產生Cl₂，不污染環境。
（5）氯酸鈉被還原，則草酸被氧化，產物為CO₂，根據氧化還原反應得失電子守恒及原子守恒可寫出方程式。該反應生成的CO₂可稀釋ClO₂氣體，增加了ClO₂運輸、使用的安全性。
考點：考查工藝流程分析，化學方程式書寫，元素化合物等。