Question

10．世界環(huán)保聯(lián)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(qiáng)氧化性氣體，易溶于水、不穩(wěn)定、呈黃綠色，在生產(chǎn)和使用時(shí)必須盡量用稀有氣體進(jìn)行稀釋，同時(shí)需要避免光照、震動(dòng)或加熱．實(shí)驗(yàn)室以電解法制備ClO₂的流程如圖：

（1）ClO₂中所有原子不是（填“是”或“不是”）都滿足8電子結(jié)構(gòu)．如圖所示電解法制得的產(chǎn)物中雜質(zhì)氣體B能使石蕊試液顯藍(lán)色，除去雜質(zhì)氣體可選用C．
A．飽和食鹽水    B．堿石灰    C．濃硫酸    D．四氯化碳
（2）穩(wěn)定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開(kāi)發(fā)的新型產(chǎn)品，下列說(shuō)法正確的是ABCD．
A．二氧化氯可廣泛用于工業(yè)和飲用水處理
B．應(yīng)用在食品工業(yè)中能有效地延長(zhǎng)食品貯藏期
C．穩(wěn)定性二氧化氯的出現(xiàn)大大增加了二氧化氯的使用范圍
D．在工作區(qū)和成品儲(chǔ)藏室內(nèi)，要有通風(fēng)裝置和監(jiān)測(cè)及警報(bào)裝置
（3）歐洲國(guó)家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備．化學(xué)反應(yīng)方程式為2NaClO₃+4HCl（濃）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．缺點(diǎn)主要是產(chǎn)率低、產(chǎn)品難以分離，還可能污染環(huán)境．
（4）我國(guó)廣泛采用經(jīng)干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO₂）反應(yīng)制備，化學(xué)方程式是2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂，此法相比歐洲方法的優(yōu)點(diǎn)是安全性好，沒(méi)有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品．
（5）科學(xué)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(xué)反應(yīng)方程式為H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．此法提高了生產(chǎn)及儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)陌踩�性，原因是反�?yīng)過(guò)程中生成的二氧化碳起到稀釋作用．

Answer 1

分析 （1）Cl最外層7個(gè)電子，只有1個(gè)單電子，O最外層6個(gè)電子，含2個(gè)單電子；產(chǎn)物中雜質(zhì)氣體B能使石蕊試液顯藍(lán)色，為氨氣，可選酸來(lái)除雜；
（2）高效“綠色”消毒劑二氧化氯，可推廣使用，代替氯氣；
（3）氯酸鈉氧化濃鹽酸生成氯化鈉、氯氣、二氧化氯、水；
（4）氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO₂）反應(yīng)，生成氯化鈉和二氧化氯；
（5）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）Cl最外層7個(gè)電子，只有1個(gè)單電子，O最外層6個(gè)電子，含2個(gè)單電子，則O原子不能滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物中雜質(zhì)氣體B能使石蕊試液顯藍(lán)色，為氨氣，可選酸來(lái)除雜，只有C中濃硫酸符合，
故答案為：不是；C；
（2）A．二氧化氯可廣泛用于工業(yè)和飲用水處理，代替氯氣，為“綠色”消毒劑，故A正確；
B．應(yīng)用在食品工業(yè)中能有效地延長(zhǎng)食品貯藏期，能殺菌消毒，故B正確；
C．穩(wěn)定性二氧化氯的出現(xiàn)大大增加了二氧化氯的使用范圍，便于運(yùn)輸和應(yīng)用，故C正確；
D．二氧化氯是一種極易爆炸的強(qiáng)氧化性氣體，在工作區(qū)和成品儲(chǔ)藏室內(nèi)，要有通風(fēng)裝置和監(jiān)測(cè)及警報(bào)裝，故D正確；
故答案為：A、B、C、D；
（3）氯酸鈉氧化濃鹽酸生成氯化鈉、氯氣、二氧化氯、水，該反應(yīng)方程式為：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（NaClO₂）反應(yīng)，生成氯化鈉和二氧化氯，該反應(yīng)為2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂，該法相比歐洲方法的優(yōu)點(diǎn)為安全性好，沒(méi)有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品，
故答案為：2NaClO₂+Cl₂═2NaCl+2ClO₂；安全性好，沒(méi)有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品；
（5）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水，該反應(yīng)為H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，此法提高了生產(chǎn)及儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)陌踩�性，原因是反�?yīng)過(guò)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(yīng)過(guò)程中生成的二氧化碳起到稀釋作用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備方案的設(shè)計(jì)方法，題目難度中等，涉及電子式、物質(zhì)除雜、氧化還原反應(yīng)的書寫、優(yōu)化條件選擇及評(píng)價(jià)等知識(shí)，注意把握所給信息來(lái)分析解答，側(cè)重學(xué)生解決新問(wèn)題能力的考查，將知識(shí)活學(xué)活用為解答的關(guān)鍵．