Question

17．ClO₂是一種消毒、殺菌效率高、二次污染小的水處理劑．實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)以下反應(yīng)制得ClO₂：
2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O
試回答下列問(wèn)題．
（1）該反應(yīng)中還原劑的化學(xué)式是H₂C₂O₄；被還原元素的元素符號(hào)是Cl；
（2）試比較KClO₃和CO₂的氧化性強(qiáng)弱KClO₃＞CO₂；
（3）當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5mol電子時(shí)，消耗氧化劑的物質(zhì)的量為0.5mol．
（4）消毒時(shí)，ClO₂還可以將水中的Fe²⁺、Mn²⁺等轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃和MnO₂等難溶物，此過(guò)程說(shuō)明ClO₂具有氧化（填“氧化”或“還原”）性．
（5）工業(yè)上可以通過(guò)下列方法制取ClO₂，請(qǐng)完成該反應(yīng)的化學(xué)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(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)得到電子被還原，C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，以此來(lái)解答；
（2）根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物判斷；
（3）由Cl元素的化合價(jià)變化可知，每消耗1 mol KClO₃，轉(zhuǎn)移1mol×（5-4）=1mol電子，據(jù)此計(jì)算；
（4）結(jié)合氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等，判斷ClO₂中Cl元素化合價(jià)變化，元素化合價(jià)升高表現(xiàn)還原性，元素化合價(jià)降低表現(xiàn)氧化性；
（5）反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)降低，則二氧化硫中S元素化合價(jià)升高，應(yīng)生成硫酸鹽，結(jié)合原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)．

解答 解：（1）Cl元素的化合價(jià)降低，得到電子被還原，C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，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(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，則KClO₃為氧化劑，C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，則CO₂為氧化產(chǎn)物，所以KClO₃和CO₂的氧化性強(qiáng)弱為：KClO₃＞CO₂，故答案為：KClO₃＞CO₂；
（3）由Cl元素的化合價(jià)變化可知，每消耗1 mol KClO₃，轉(zhuǎn)移1mol×（5-4）=1mol電子，則當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5mol電子時(shí)，消耗氧化劑的物質(zhì)的量為0.5mol，故答案為：0.5mol；
（4）反應(yīng)中Fe元素、Mn元素化合價(jià)升高，根據(jù)化合價(jià)升降相等，ClO₂中Cl元素化合價(jià)降低，表現(xiàn)氧化性，
故答案為：氧化；
（5）反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)降低，則二氧化硫中S元素化合價(jià)升高，應(yīng)生成硫酸鹽，結(jié)合原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)為K₂SO₄，
故答案為：K₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重氧化還原反應(yīng)基本概念及轉(zhuǎn)移電子的考查，題目難度不大．