Question

11．含氯的單質(zhì)和某些化合物常被用作消毒劑．請回答下列問題：
（1）寫出NaClO的電子式，其晶體中的化學(xué)鍵類型為離子鍵、共價鍵
（2）已知HClO的電離能力遠(yuǎn)低于H₂SO₃的電離能力，寫出NaClO溶液中通入少量SO₂過程中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為3ClO^-+SO₂+H₂O═2HClO+SO₄^2-+Cl^-
（3）ClO₂常溫下為橘黃色氣體，性質(zhì)不穩(wěn)定，易引起爆炸，若用稀有氣體或N₂、CO₂等稀釋時，爆炸性則大大降低．ClO₂可由KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）混合物中加入足量的稀硫酸水浴加熱制得．
1）用H₂C₂O₄溶液、稀硫酸和KC1O₃制備ClO₂最大優(yōu)點是制得Cl0₂的同時有CO₂產(chǎn)生，可稀釋Cl0₂，大大降低爆炸的可能性
2）工業(yè)廢水中Mn²⁺常用ClO₂處理，將Mn²⁺轉(zhuǎn)化為MnO₂，氯元素轉(zhuǎn)化為無毒離子．寫出除去Mn²⁺的離子方程式2ClO₂+5 Mn²⁺+6H₂O=5 MnO₂↓+2 Cl^-+12H⁺
3）纖維素還原法制ClO₂是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產(chǎn)物與稀硫酸、NaClO₃反應(yīng)生成．完成反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH₂OH（CHOH）₄CHO+24NaClO₃+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+18H₂O+12Na₂SO₄
（4）ClO₂可用電解法生產(chǎn)，以石墨做電極電解NaCl溶液可在陽極產(chǎn)生ClO₂，寫出電極反應(yīng)式Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺
（5）ClO₂對污水中的CN^-有明顯的去污效果．某工廠排出的污水中含CN^- a mg/L，現(xiàn)用ClO₂對其進(jìn)行無害化處理生成對環(huán)境無害的物質(zhì)，則處理100m³這種污水需要ClO₂$\frac{50a}{13}$mol．

Answer 1

分析 （1）首先判斷化合物是離子化合物還是共價化合物；若是離子化合物，其電子式由陰、陽離子的電子式組合而成，相同的離子不能合并；若是共價化合物，其電子式由對應(yīng)原子的電子式組成，并要表示出兩原子之間的共用電子對情況，次氯酸鈉是離子化合物；
（2）NaClO溶液中通入少量SO₂過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉；
（3）1）依據(jù)反應(yīng)生成的產(chǎn)物結(jié)合“ClO₂易爆炸，若用“惰性氣體”等稀釋時，爆炸性則大大降低”解答；
2）二氧化氯具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化二價錳離子生成二氧化錳，本身被還原為氯離子；
3）纖維素為多糖，水解最終產(chǎn)物為葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有還原性，可將NaClO₃還原得到ClO₂．Cl從+5到+4價，降低1價，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均價為0，到+4價，升高4價，然后配平得到；
（4）陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，結(jié)合電荷守恒可知，同時生成氫離子；
（5）應(yīng)先寫出二者反應(yīng)的方程式或關(guān)系式（ClO₂～CN^-）然后計算；

解答 解：（1）NaClO是離子化合物，由Na⁺離子和ClO^-離子構(gòu)成，NaClO的電子式為，晶體中含化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價鍵，
故答案為：；離子鍵、共價鍵；
（2）向NaClO溶液中通入少量SO₂的離子反應(yīng)為3ClO^-+SO₂+H₂O═2HClO+SO₄^2-+Cl^-，
故答案為：3ClO^-+SO₂+H₂O═2HClO+SO₄^2-+Cl^-；
（3）ClO₂常溫下為橘黃色氣體，性質(zhì)不穩(wěn)定，易引起爆炸，若用稀有氣體或N₂、CO₂等稀釋時，爆炸性則大大降低．ClO₂可由KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）混合物中加入足量的稀硫酸水浴加熱制得，
1）用H₂C₂O₄溶液、稀硫酸和KC1O₃制備ClO₂反應(yīng)產(chǎn)物為二氧化氯、二氧化碳可稀釋ClO₂，大大降低爆炸的可能性，
故答案為：制得ClO₂的同時有CO₂產(chǎn)生，可稀釋ClO₂，大大降低爆炸的可能性；
2）二氧化氯具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化二價錳離子生成二氧化錳，本身被還原為氯離子，離子方程式：2ClO₂+5 Mn²⁺+6H₂O=5 MnO₂↓+2 Cl^-+12H⁺；
故答案為：2ClO₂+5 Mn²⁺+6H₂O=5 MnO₂↓+2 Cl^-+12H⁺；
3）纖維素為多糖，水解最終產(chǎn)物為葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有還原性，可將NaClO₃還原得到ClO₂．Cl從+5到+4價，降低1價，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均價為0，到+4價，升高4價，則配平后的化學(xué)方程式為：CH₂OH（CHOH）₄CHO+24NaClO₃+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+18H₂O+12Na₂SO₄，
故答案為：CH₂OH（CHOH）₄CHO+24NaClO₃+12H₂SO₄=24ClO₂↑+6CO₂↑+18H₂O+12Na₂SO₄；
（4）陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，結(jié)合電荷守恒可知，同時生成氫離子，陽極電極反應(yīng)式為：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺，
故答案為：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺；
（5）ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，應(yīng)生成氮氣與二氧化碳，同時生成氯離子，反應(yīng)離子方程式為：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-，
100m³廢水中CN^-質(zhì)量=100m³×ag/m³=100ag，CN^-的物質(zhì)的量為$\frac{100ag}{26g/mol}$=$\frac{50a}{13}$mol，由方程式可知，至少需要ClO₂的物質(zhì)的量=$\frac{50a}{13}$mol，
故答案為：$\frac{50a}{13}$；

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)性質(zhì)，題目難度中等，涉及氧化還原反應(yīng)的計算、化學(xué)方程式、離子方程式的書寫等知識，試題知識點較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力，本題考察學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識的運(yùn)用、有關(guān)實驗操作和簡單實驗設(shè)計能力考察以及在新情境下綜合運(yùn)用知識解決問題的能力．