Question

斯坦福大學(xué)B.M.Trost教授提出了綠色化學(xué)的核心概念——原子經(jīng)濟(jì)性。我們常用原子利用率來衡量化學(xué)反應(yīng)過程的原子經(jīng)濟(jì)性，其計(jì)算公式為：原子利用率＝×100%

下面是新型自來水消毒劑ClO₂的四種生產(chǎn)方法，請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

(1)氯酸鈉和鹽酸法：本方法的方程式為2NaClO₃＋4HCl2NaCl＋2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O，此方法的原子利用率為________%(保留一位小數(shù)，下同)。

(2)電解亞氯酸鈉法：本方法是用惰性電極電解亞氯酸鈉溶液，原子利用率為62.2%，其陽極電極反應(yīng)式為：ClO－e^－ClO₂，陰極電極反應(yīng)式為_______________。

(3)亞氯酸鈉和氯氣法：本方法的原子利用率為53.6%，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

(4)聯(lián)合工藝法：本方法的反應(yīng)原理由三步組成：

①電解氯化鈉溶液NaCl＋3H₂ONaClO₃＋3H₂↑

②氫氣和氯氣合成氯化氫

③生成二氧化氯2NaClO₃＋4HCl2NaCl＋2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O此方法的原子利用率最大為________%。

Answer 1

【解析】　(1)根據(jù)題意，原子利用率為2×67.5÷(2×106.5＋36.5×4)×100%＝37.6%。

(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)，可寫出2NaClO₂＋Cl₂2NaCl＋2ClO₂，然后用原子利用率檢驗(yàn)化學(xué)方程式。

(4)由該過程三個(gè)化學(xué)方程式可整理出總化學(xué)方程式：Cl₂＋4H₂O2ClO₂＋4H₂，原子利用率最大可為2×67.5÷(71＋72)×100%＝94.4%。

【答案】　(1)37.6　(2)2H^＋＋2e^－H₂↑(或2H₂O＋2e^－H₂↑＋2OH^－)

(3)2NaClO₂＋Cl₂2NaCl＋2ClO₂　(4)94.4