Question

13．二氧化氯（ClO₂）是國際上公認為安全、無毒的綠色消毒劑．工業(yè)上制取ClO₂的化學方程式如下：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄═2ClO₂+2NaHSO₄．按要求回答下列問題：
（1）該反應中，SO₂為還原劑（填“還原劑”或“氧化劑”）．
（2）若用該反應制取44.8LClO₂（標準狀況），則反應中電子轉移的數(shù)目為2N_A．
（3）ClO₂是一種十分有效的凈水劑，在其濃度為0.5～1mg/L時，一分鐘內能將水中99%的細菌殺滅．現(xiàn)用ClO₂給VL飲用水進行消毒，欲達到此殺菌效果，則需ClO₂在標準狀況的體積至少為$\frac{22.4V}{135}×10$^-3L（將水的體積視為溶液的體積且忽略消毒過程中的體積變化），若用上述反應制取ClO₂，則需NaClO₃的質量至少為$\frac{71V}{90}×10$^-3g（結果用含V的式子表示）．

Answer 1

分析 （1）反應中S元素化合價升高，被氧化；
（2）反應中Cl元素化合價由+5價降低到+4價，根據體積計算物質的量，進而計算電子轉移的數(shù)目；
（3）已知在其濃度為0.5～1mg/L時，一分鐘內能將水中99%的細菌殺滅，用ClO₂給VL飲用水進行消毒，欲達到此殺菌效果，則溶液中ClO₂濃度至少為0.5mg，以此計算需ClO₂在標準狀況的體積，進而計算需NaClO₃的質量．

解答 解：（1）反應中S元素化合價升高，被氧化，則SO₂為還原劑，故答案為：還原劑；
（2）n（ClO₂）=$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，反應中Cl元素化合價由+5價降低到+4價，則轉移2mol電子，個數(shù)為2N_A，故答案為：2；
（3）已知在其濃度為0.5～1mg/L時，一分鐘內能將水中99%的細菌殺滅，用ClO₂給VL飲用水進行消毒，欲達到此殺菌效果，則溶液中ClO₂濃度至少為0.5mg，則
ClO₂的質量為0.5Vmg，n（ClO₂）=$\frac{0.5V×1{0}^{-3}g}{67.5g/mol}$，體積為$\frac{22.4V}{135}×10$^-3L，由方程式可知需要NaClO₃$\frac{0.5V×1{0}^{-3}g}{67.5g/mol}$mol，質量為$\frac{71V}{90}×10$^-3g，
故答案為：$\frac{22.4V}{135}×10$^-3；$\frac{71V}{90}×10$^-3．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握反應中物質的量關系為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度不大．