Question

15．二氧化氯是黃綠色的氣體，可用于水體消毒與廢水處理．一種制備方法為：
1 H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1 Na₂SO₄+2CO₂↑+2 ClO₂↑+2 H₂O，完成下列填空：
（1）配平上述反應(yīng)方程式，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是ClO₂．
（2）該反應(yīng)每產(chǎn)生0.2mol ClO₂，需要消耗草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）12.6 g．
（3）二氧化氯具有強氧化性，能漂白有色物質(zhì)，其漂白原理與HClO相同．（寫一種）
（4）二氧化氯能凈化有毒廢水中的氰化鈉（NaCN），生成NaCl、CO₂和N₂，請寫出此反應(yīng)的離子方程式2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-．
（5）上述反應(yīng)產(chǎn)物NaCl中含有離子鍵，工業(yè)上用電解熔融的氯化鈉制備金屬鈉，氯氣在陽極
（寫電極名稱）產(chǎn)生．

Answer 1

分析 （1）分析反應(yīng)中各元素化合價變化，找出化合價升高和降低的元素，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒結(jié)合原子個數(shù)守恒規(guī)律配平方程式；所含元素化合價降低的反應(yīng)物為氧化劑，對應(yīng)產(chǎn)物為還原產(chǎn)物；
（2）依據(jù)方程式1H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，生成2molCO₂，消耗H₂C₂O₄；
據(jù)此計算每產(chǎn)生0.2mol ClO₂，需要消耗草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）的物質(zhì)的量，依據(jù)m=nM計算其質(zhì)量；
（3）二氧化氯、次氯酸都具有強的氧化性，都能夠氧化有機色素生成無色物質(zhì)；
（4）根據(jù)信息：二氧化氯和氰化鈉（NaCN）反應(yīng)，生成NaCl、CO₂和N₂，配平方程式即可；
（5）氯化鈉為鈉離子與氯離子通過離子鍵結(jié)合在一起；工業(yè)上用電解熔融的氯化鈉制備金屬鈉，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此解答．

解答 解：（1）反應(yīng)中H₂C₂O₄中C元素的化合價從+3升高到了CO₂中+4價，共失電子2mol，NaClO₃中Cl元素的化合價從+5價降到了ClO₂中+4價，共得到電子1mol，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，H₂C₂O₄系數(shù)為1，NaClO₃系數(shù)為2，結(jié)合原子個數(shù)守恒規(guī)律，可知反應(yīng)方程式：1H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；
NaClO₃中Cl元素的化合價從+5價降到了ClO₂中+4價，做氧化劑，對應(yīng)產(chǎn)物ClO₂為還原產(chǎn)物；
故答案為：1；2；1；1；2；2；2；ClO₂；
（2）依據(jù)方程式1H₂C₂O₄+2NaClO₃+1H₂SO₄→1Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，生成2molCO₂，消耗H₂C₂O₄；
所以計算每產(chǎn)生0.2mol ClO₂，消耗0.1molH₂C₂O₄，需要消耗草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）質(zhì)量m=0.1mol×126g/mol=12.6g；
故答案為：12.6；
（3）二氧化氯、次氯酸都具有強的氧化性，都能夠氧化有機色素生成無色物質(zhì)；
故答案為：HClO；
（4）根據(jù)信息：二氧化氯和氰化鈉（NaCN）反應(yīng)，生成NaCl、CO₂和N₂，即2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-，故答案為：2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-；
（5）氯化鈉為鈉離子與氯離子通過離子鍵結(jié)合在一起；工業(yè)上用電解熔融的氯化鈉制備金屬鈉，陽極氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極鈉離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈉，
故答案為：離子； 陽極．

點評 本題為綜合題，考查了氧化還原方程式配平、電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計算、物質(zhì)漂白性的原理、鈉的冶煉，明確氧化還原反應(yīng)規(guī)律、熟悉電解池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．