Question

9．二氧化氯（ClO₂，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，答下列問題：
（1）工業(yè)上可用KC1O₃與Na₂SO₃在H₂SO₄存在下制得ClO₂，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為2：1；
（2）實驗室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO₂：

①電解時發(fā)生反應的化學方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②設計實驗來確定溶液X的成份，請補充完成實驗步驟和現(xiàn)象

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
I：取一根鉑絲在火焰上灼燒至無色，再蘸取少許溶液X在火焰上燒		溶液X中含有鈉離子
II：取少許溶液X于一支試管中，滴加先滴加硝酸，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液），		溶液X中含有氯離子

③除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是c（填標號）；
a．水b．堿石灰c．濃硫酸d．飽和食鹽水
（3）O₂處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽．若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質最適宜的是d填標號）．
a．明礬  b．碘化鉀  c．鹽酸d．硫酸亞鐵．

Answer 1

分析 （1）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應，SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O；
（2）由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-；
①由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②I：檢驗溶液里含有Na⁺，可利用熖色反應，結合火焰顏色判斷；
II：檢驗溶液里含有Cl^-，先用稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀，根據(jù)是否有AgCl白色沉淀生成判斷；
③由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體，利用性質差異分離提純；
（3）亞氯酸鹽具有氧化性，F(xiàn)e²⁺將ClO₂^-還原成Cl^-，F(xiàn)e²⁺ 被氧化為鐵離子．

解答 解：（1）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應制得ClO₂，可知SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，氧化劑為KClO₃，還原劑為Na₂SO₃，由離子反應可知該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為2：1，故答案為：2：1；
（2）①由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②I：先將鉑絲在酒精燈火焰上灼燒至無色，再蘸取少許溶液X在火焰上灼燒，觀察火焰呈黃色，證明溶液X中含有Na⁺；
故答案為：在火焰上灼燒至無色；火焰呈黃色；
II：取少許溶液X于一支試管中，滴加硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液），有白色沉淀生成，證明溶液X中含有Cl^-，
故答案為：先滴加硝酸，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液）；產(chǎn)生白色沉淀；
③a．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨，故a錯誤；
b．堿石灰不能吸收氨氣，故b錯誤；
c．濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故c正確；
d．ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故d錯誤；
故答案為：c；
（3）若要除去超標的亞氯酸鹽，ac均不能還原亞氯酸鹽，b中KI具有還原性但氧化產(chǎn)物不適合飲用水使用，只有d中Fe²⁺將ClO₂^-還原成Cl^-，F(xiàn)e²⁺ 被氧化為鐵離子，且鐵離子水解生成膠體可凈化飲用水，則最適宜的是d，
故答案為：d．

點評 本題考查物質含量的測定，為高頻考點，為2015年高考真題選編，把握物質的性質、制備流程、發(fā)生的反應為解答的關鍵，側重分析與實驗、計算能力的綜合考查，綜合性較強，題目難度中等．