Question

17．ClO₂是一種消毒、殺菌效率高、二次污染小的水處理劑．實驗室可通過以下反應制得ClO₂：
2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O
試回答下列問題．
（1）該反應中還原劑的化學式是H₂C₂O₄；被還原元素的元素符號是Cl；
（2）試比較KClO₃和CO₂的氧化性強弱KClO₃＞CO₂；
（3）當轉移0.5mol電子時，消耗氧化劑的物質的量為0.5mol．
（4）消毒時，ClO₂還可以將水中的Fe²⁺、Mn²⁺等轉化成Fe（OH）₃和MnO₂等難溶物，此過程說明ClO₂具有氧化（填“氧化”或“還原”）性．
（5）工業(yè)上可以通過下列方法制取ClO₂，請完成該反應的化學方程式：2KClO₃+SO₂═2ClO₂+K₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O中，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價得到電子被還原，C元素的化合價由+3價升高到+4價，以此來解答；
（2）根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產物判斷；
（3）由Cl元素的化合價變化可知，每消耗1 mol KClO₃，轉移1mol×（5-4）=1mol電子，據(jù)此計算；
（4）結合氧化還原反應中化合價升降相等，判斷ClO₂中Cl元素化合價變化，元素化合價升高表現(xiàn)還原性，元素化合價降低表現(xiàn)氧化性；
（5）反應中Cl元素化合價降低，則二氧化硫中S元素化合價升高，應生成硫酸鹽，結合原子守恒確定缺項物質．

解答 解：（1）Cl元素的化合價降低，得到電子被還原，C元素的化合價由+3價升高到+4價，則H₂C₂O₄為還原劑，故答案為：H₂C₂O₄；Cl；
（2）2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O中，Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，則KClO₃為氧化劑，C元素的化合價由+3價升高到+4價，則CO₂為氧化產物，所以KClO₃和CO₂的氧化性強弱為：KClO₃＞CO₂，故答案為：KClO₃＞CO₂；
（3）由Cl元素的化合價變化可知，每消耗1 mol KClO₃，轉移1mol×（5-4）=1mol電子，則當轉移0.5mol電子時，消耗氧化劑的物質的量為0.5mol，故答案為：0.5mol；
（4）反應中Fe元素、Mn元素化合價升高，根據(jù)化合價升降相等，ClO₂中Cl元素化合價降低，表現(xiàn)氧化性，
故答案為：氧化；
（5）反應中Cl元素化合價降低，則二氧化硫中S元素化合價升高，應生成硫酸鹽，結合原子守恒確定缺項物質為K₂SO₄，
故答案為：K₂SO₄．

點評 本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應基本概念及轉移電子的考查，題目難度不大．