Question

12．二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑，而且與Cl₂相比不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物．制備ClO₂有下列兩種方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
（1）方法一的離子方程式是2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
（2）方法二中被還原的物質(zhì)是NaClO₃，若反應(yīng)中產(chǎn)生的ClO₂氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L，則電子轉(zhuǎn)移數(shù)為0.1N_A．
（3）某溫度下，將Cl₂通入NaOH溶液中，反應(yīng)得到NaCl、NaClO、NaClO₃的混合液，經(jīng)測(cè)定ClO^-與ClO₃^-的濃度之比為1：1，則Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)時(shí)被還原的氯原子與被氧化的氯原子的物質(zhì)的量之比為3：1．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)中除氣體、水寫成化學(xué)式之外其它都是強(qiáng)電解質(zhì)，寫成離子的形式；
（2）2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+2Na₂SO₄+2H₂O中，Cl元素的化合價(jià)降低，O元素的化合價(jià)升高，得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑，失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑；
（3）Cl₂生成ClO^-與ClO₃^-是被氧化的過程，Cl₂生成NaCl是被還原的過程，氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等，根據(jù)ClO^-與ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比可計(jì)算失去電子的總物質(zhì)的量，進(jìn)而可計(jì)算得到電子的總物質(zhì)的量，可計(jì)算被還原的氯元素的物質(zhì)的量，則可計(jì)算被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比．

解答 解：（1）方法一中的反應(yīng)只有鈉離子和一半的氯離子實(shí)際不參加反應(yīng)，則離子反應(yīng)為2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；
（2）2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂↑+O₂↑+2Na₂SO₄+2H₂O中，O元素的化合價(jià)升高，則H₂O₂為還原劑被氧化，Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，轉(zhuǎn)移1個(gè)電子，NaClO₃為氧化劑，被還原，若反應(yīng)中產(chǎn)生的ClO₂氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L，物質(zhì)的量為0.1mol，則有0.1mol電子轉(zhuǎn)移，
故答案為：NaClO₃； 0.1；
（3）Cl₂生成ClO^-與ClO₃^-是被氧化的過程，化合價(jià)分別由0價(jià)升高為+1價(jià)和+5價(jià)，
ClO^-與ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，
則可設(shè)ClO^-為1mol，ClO₃^-為1mol，被氧化的Cl共為2mol，
失去電子的總物質(zhì)的量為1mol×（1-0）+1mol×（5-0）=6mol，
氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等，
Cl₂生成KCl是被還原的過程，化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，
則得到電子的物質(zhì)的量也應(yīng)為6mol，
則被還原的Cl的物質(zhì)的量為6mol，
所以被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為6mol：2mol=3：1，
故答案為：3：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，題目難度不大，本題注意從氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等的角度計(jì)算，注意守恒法的利用．