Question

11．二氧化氯（ClO₂）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，用ClO₂替代Cl₂對自來水進(jìn)行消毒是城市飲用水處理新技術(shù)．工業(yè)上制備ClO₂的方法很多，可以用合適的還原劑還原NaClO₃制得．
（1）在硫酸酸化的條件下用 草酸還原NaClO₃制ClO₂，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+Na₂SO₄+2H₂O．
（2）工業(yè)以CH₃OH與NaClO₃為原料在酸性條件下制取ClO₂，同時產(chǎn)生CO₂氣體，已知該反應(yīng)分為兩步進(jìn)行，第一步為2ClO₃^-+2Cl^-+4H⁺=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
①寫出第二步反應(yīng)的離子方程式CH₃OH+3Cl₂+H₂O=CO₂↑+6Cl^-+6H⁺．
②工業(yè)生產(chǎn)時需在反應(yīng)物中加少量Cl^-，其作用是催化作用．
（3）ClO₂可以看做是亞氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐，寫出ClO₂與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O．
（4）ClO₂可用于含CN^-廢水的處理，產(chǎn)生的兩種氣體可以直接排入空氣．
①已知CN^-中C、N的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，寫出CN^-的電子式．
②寫出該反應(yīng)的離子方程式2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-．

Answer 1

分析 （1）在硫酸酸化的條件下用 草酸還原NaClO₃制ClO₂，結(jié)合反應(yīng)物、生成物以及質(zhì)量守恒書寫化學(xué)方程式；
（2）①CH₃OH與NaClO₃為原料在酸性條件下制取ClO₂，同時產(chǎn)生CO₂氣體，則該反應(yīng)方程式為
CH₃OH+6ClO₃^-+6H⁺=6ClO₂↑+CO₂↑+5H₂O，將總方程式減去第一步反應(yīng)方程式即得第二步反應(yīng)方程式；
②氯離子在第一步作反應(yīng)物、在第二步作生成物；
（3）ClO₂可以看做是亞氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐ClO₂與NaOH溶液反應(yīng)生成ClO₂^-、ClO₃^-；
（4）ClO₂可用于含CN^-廢水的處理，產(chǎn)生的兩種氣體可以直接排入空氣，應(yīng)生成二氧化碳和氮氣．

解答 解：（1）在硫酸酸化的條件下用 草酸還原NaClO₃制ClO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+Na₂SO₄+2H₂O，
故答案為：2NaClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+Na₂SO₄+2H₂O；
（2）①由題中給出的反應(yīng)物和生成物寫出總的離子方程式再疊減第一步的離子方程式得出第二步的離子方程式為CH₃OH+3Cl₂+H₂O=6Cl^-+CO₂+6H⁺，
故答案為：CH₃OH+3Cl₂+H₂O=CO₂↑+6Cl^-+6H⁺；
②通過分析離子方程式得出，Cl^-沒有參加反應(yīng)，作為催化劑，故答案為：催化作用；
（3）ClO₂可以看做是亞氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐ClO₂與NaOH溶液反應(yīng)生成ClO₂^-、ClO₃^-，反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O，
故答案為：2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O；
（4）①CN^-與氮氣為等電子體，含有三鍵，電子式為，故答案為：；
②ClO₂可用于含CN^-廢水的處理，產(chǎn)生的兩種氣體可以直接排入空氣，應(yīng)生成二氧化碳和氮氣，反應(yīng)的離子方程式為2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，
故答案為：2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-．

點評 本題綜合考查含氯化合物知識，為高頻考點和常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累，難度不大．