Question

2．G、Q、X、Y、Z均為氯的含氧化合物．我們不了解它們的化學式，但知道它們在一定條件下具有如下轉化關系（未配平）
①G→Q+NaCl              ②Q+H₂O$\stackrel{電解}{→}$ X+H₂
③Y+NaOH→G+Q+H₂O        ④Z+NaOH→Q+X+H₂O
（1）這五種化合物中氯的化合價由高到低的順序是X＞Z＞Q＞Y＞G；
（2）臭氧與二氧化氯作用，可以得到紅色油狀的六氧化二氯Cl₂O₆，遇有機物會爆炸．它與氫氧化鈉溶液反應可得到氯的兩種含氧酸鹽，其離子方程式是：Cl₂O₆+2OH^-═ClO₃^-+ClO₄^-+H₂O．
（3）亞氯酸鈉NaClO₂，可以作漂白劑，在常溫下不見光可以保存約1年．但在酸性條件下因為生成亞氯酸而發(fā)生分解反應：HClO₂→ClO₂+H⁺+Cl^-+H₂O，分解時，剛加入硫酸時的反應很慢，隨后突然迅速放出氣態(tài)的二氧化氯．寫出配平的化學方程式5HClO₂═4ClO₂+H⁺+Cl^-+2H₂O．如果有2molHClO₂發(fā)生反應，則轉移電子的個數(shù)是1.6N_A，后期反應速率迅速加快的原因是C．
A、酸使亞氯酸的氧化性增強          B、溶液中的氫離子還起了催化作用
C、溶液中的氯離子還起了催化作用    D、逸出的氣體使反應生成物的濃度降低．

Answer 1

分析 （1）①G→Q十NaCl中，NaCl中Cl元素為-1價，則Cl元素的化合價為Q＞G＞-1，②Q+H₂O→X+H₂中，H元素的化合價降低，則Cl元素的化合價升高，所以Cl元素的化合價為X＞Q，③Y十NaOH→G十Q十H₂O中，結合①可知Cl元素的化合價為Q＞Y＞G，④Z十NaOH→Q十X十H₂O中，結合②可知，Cl元素的化合價為X＞Z＞Q；
（2）六氧化二氯遇與堿溶液反應可得到兩種氯的含氧酸鹽，有最高價的+7價的高氯酸鈉生成，上述反應中③④得到兩種氯的含氧酸鹽，但X中氯元素化合價最高，故應發(fā)生④的反應，結合（1）分析書寫方程式；
（3）根據電子轉移守恒、電荷守恒與原子守恒配平方程式；
反應開始就加入了酸，H⁺濃度最大，但開始時反應緩慢，不能是H⁺起催化劑作用，反應中亞氯酸分解時既被氧化，又被還原，逸出ClO₂使反應的生成物濃度降低，反應速率應減慢，只有可能Cl^-起催化作用．

解答 解：（1）①G→Q十NaCl中，NaCl中Cl元素為-1價，則Cl元素的化合價為Q＞G＞-1，②Q+H₂O→X+H₂中，H元素的化合價降低，則Cl元素的化合價升高，所以Cl元素的化合價為X＞Q，③Y十NaOH→G十Q十H₂O中，結合①可知Cl元素的化合價為Q＞Y＞G，④Z十NaOH→Q十X十H₂O中，結合②可知，Cl元素的化合價為X＞Z＞Q，故氯的化合價由高到低的順序為：X＞Z＞Q＞Y＞G，故答案為：X＞Z＞Q＞Y＞G；
（2）六氧化二氯遇與堿溶液反應可得到兩種氯的含氧酸鹽，有最高價的+7價的高氯酸鈉生成，上述反應中③④得到兩種氯的含氧酸鹽，但X中氯元素化合價最高，故應發(fā)生④的反應，可知還生成NaClO₃，反應離子方程式為：Cl₂O₆+2OH^-═ClO₃^-+ClO₄^-+H₂O，
故答案為：Cl₂O₆+2OH^-═ClO₃^-+ClO₄^-+H₂O；
（3）配平后的化學方程式為：5HClO₂═4ClO₂+H⁺+Cl^-+2H₂O，如果有2molHClO₂發(fā)生反應，生成HCl為5mol×$\frac{1}{5}$=0.4mol，則轉移電子的個數(shù)是0.4mol×[3-（-1）]×N_Amol^-1=1.6N_A，
A．反應中亞氯酸分解時既被氧化，又被還原，故A錯誤；
B．反應開始就加入了酸，H⁺濃度最大，但開始時反應緩慢，不能是H⁺起催化劑作用，故B錯誤；
C．分析各因素，只有可能Cl^-起催化作用，故C正確；
D．逸出ClO₂使反應的生成物濃度降低，反應速率應減慢，故放出ClO₂不影響反應速率，故D錯誤，
故答案為：5HClO₂═4ClO₂+H⁺+Cl^-+2H₂O；1.6N_A；C．

點評 本題考查氧化還原反應、化學反應速率影響因素，注意根據氧化還原反應中化合價升降相等分析，難度中等．