Question

世界環保聯盟建議全面禁止使用氯氣用于飲用水的消毒，而建議采用高效“綠色”消毒劑二氧化氯。二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體，易溶于水、不穩定、呈黃綠色，在生產和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋，同時要避免光照、震動或加熱。實驗室以電解法制備ClO₂的流程如下：請回答下列問題。

（1）ClO₂中所有原子      （填“是”或“不是”）都滿足8電子結構。上圖所示電解法制得的產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色，除去雜質氣體可選用      。
A．飽和食鹽水     B．堿石灰       C．濃硫酸       D．蒸餾水
（2）穩定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開發的新型產品，下列說法正確的是     。
A．二氧化氯可廣泛用于工業和飲用水處理
B．應用在食品工業中能有效地延長食品貯藏期
C．穩定性二氧化氯的出現大大增加了二氧化氯的使用范圍
D．在工作區和成品儲藏室內，要有通風裝置和監測及警報裝置
（3）歐洲國家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備，化學反應方程式為                           ，此法缺點主要是產率低、產品難以分離，還可能污染環境。
（4）我國廣泛采用經干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO₂）反應制備，化學方程式是                         ，此法相比歐洲方法的優點是                         。
（5）科學家最近又研究出了一種新的制備方法，利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，化學反應方程式為                                                     ，此法提高了生產及儲存、運輸的安全性，原因是                                                   。

Answer 1

（1）不是     C       （2）A、B、C、D 
（3）2NaClO₃＋4HCl(濃) =2NaCl＋Cl₂↑＋2ClO₂↑＋2H₂O 
（4）2NaClO₂ + Cl₂ ="2NaCl" + 2ClO₂    安全性好，沒有產生有毒副產品 
（5）H₂C₂O₄＋2NaClO₃＋H₂SO₄ = Na₂SO₄＋2CO₂↑＋2ClO₂↑＋2H₂O
反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用

解析試題分析：（1）在ClO₂中每個Cl原子與2個O原子形成了四對共用電子對。這樣O原子得到了8電子的穩定結構，而Cl原子則是11個最外層電子。因此不是都滿足8電子結構。在上圖所示電解法制得的產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色 ，則該氣體為NH₃，除去該氣體時要用酸性吸收劑來吸收。因此選項為C。（2）A. 高效“綠色”消毒劑二氧化氯。所以二氧化氯可廣泛用于工業和飲用水處理。正確。B.由于二氧化氯是一種強氧化性氣體，食品處于該環境中就可以防止被其它微生物腐蝕，因此能有效地延長食品貯藏期。正確。C．上述方法生產的二氧化氯不穩定，極易爆炸，要避免光照、震動或加熱。使其使用大大受到了限制，而穩定性二氧化氯的出現必將會增加二氧化氯的使用范圍，更好的發揮其強的氧化性。正確。D.二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體,不穩定、呈黃綠色，在生產和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋，同時要避免光照、震動或加熱。所以在工作區和成品儲藏室內，要有通風裝置和監測及警報裝置。正確。（3）歐洲國家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備ClO₂的化學反應方程式為2NaClO₃＋4HCl(濃)＝2NaCl＋Cl₂↑＋2ClO₂↑＋2H₂O。（4）我國廣泛采用經干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉（NaClO₂）反應制備ClO₂的化學方程式是2NaClO₂ + Cl₂＝2NaCl + 2ClO₂。由方程式可以看出：此法因為不會產生有害氣體Cl₂，氣態產物更少，爆炸性更小，因此相比歐洲方法的優點是安全性好，沒有產生有毒副產品。（5）利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉制取ClO₂的化學反應方程式為H₂C₂O₄＋2NaClO₃＋H₂SO₄ = Na₂SO₄＋2CO₂↑＋2ClO₂↑＋2H₂O。此法由于在反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用，所以提高了生產及儲存、運輸的安全性。
考點：考查高效“綠色”消毒劑二氧化氯的分子結構、性質及各種制取方法以及優劣的比較的知識。