Question

【題目】二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑，而且與Cl2相比不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯代物�，F(xiàn)有下列兩種制備ClO2的方法:

（1）方法一：可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備，反應(yīng)原理為5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O。

①該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是_______________________。

②研究表明：若反應(yīng)開始時鹽酸濃度較大，則氣體產(chǎn)物中有Cl2，用離子方程式解釋產(chǎn)生Cl2的原因____________________________________。

（2）方法二：氯化鈉電解法。

①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。某次除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的________（填化學(xué)式），至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。

②該法工藝原理示意圖如圖所示。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應(yīng)生成ClO2，二氧化氯發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為_________________________________。

Answer 1

【答案】 1:4 4H++ClO2-+3Cl-=2Cl2↑+2H2O BaCl2 2NaClO3+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O

【解析】（1）①根據(jù)“只靠攏，不交叉”，用雙線橋法分析該氧化還原反應(yīng)。

②產(chǎn)生Cl2說明NaClO2將濃度較大的鹽酸氧化，ClO2-被還原成Cl2，HCl中-1價的Cl被氧化成Cl2，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒書寫離子方程式。

（2）①除去Ca2+、Mg2+、SO42-依次選用Na2CO3、NaOH、BaCl2，由于所加除雜試劑過量，BaCl2先于Na2CO3加入。

②在特定條件下電解NaCl溶液得到NaClO3和H2，合成塔中為H2與Cl2合成HCl，NaClO3與HCl反應(yīng)制備ClO2，根據(jù)圖示二氧化氯發(fā)生器中有1種生成物加入電解槽中循環(huán)使用，1種生成物進入合成塔中合成HCl，則NaClO3被還原成ClO2，HCl被氧化成Cl2，NaClO3與HCl反應(yīng)生成ClO2、Cl2、NaCl和H2O。

（1）①根據(jù)“只靠攏，不交叉”，反應(yīng)5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O用雙線橋，在反應(yīng)中NaClO2既是氧化劑又是還原劑，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1:4。

②產(chǎn)生Cl2說明NaClO2將濃度較大的鹽酸氧化，ClO2-被還原成Cl2，HCl中-1價的Cl被氧化成Cl2，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式為ClO2-+3Cl-+4H+=2Cl2↑+2H2O。

（2）①除去Ca2+、Mg2+、SO42-依次選用Na2CO3、NaOH、BaCl2，由于所加除雜試劑過量，BaCl2先于Na2CO3加入。除雜的操作是：往粗鹽水中先加入過量的BaCl2，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。

②在特定條件下電解NaCl溶液得到NaClO3和H2，合成塔中為H2與Cl2合成HCl，NaClO3與HCl反應(yīng)制備ClO2，根據(jù)圖示二氧化氯發(fā)生器中有1種生成物加入電解槽中循環(huán)使用，1種生成物進入合成塔中合成HCl，則NaClO3被還原成ClO2，HCl被氧化成Cl2；NaClO3與HCl反應(yīng)生成ClO2、Cl2、NaCl和H2O，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，二氧化氯發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為2NaClO3+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。