(2)表示这一反应的化学方程式是________________________________,和欧洲的方法相比,我国这一方法的主要优点是生产出的ClO2中不含Cl2杂质。
(3)在酸性溶液中,用草酸钠(Na2C2O4)还原NaClO3也可制得ClO2,表示这一反应的化学方程式是________________________________,此法的优点是ClO2可被CO2稀释(Na2C2O4的氧化产物是CO2)。
(4)根据上述原理,北京绿先锋环保科技有限责任公司生产的“绿先锋消毒剂”是由两组固体试剂组成的。其使用方法见下图:
小瓶内盛的白色固体是________________,瓶胆内盛的白色固体是______________。 【答案】+4 2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl Na2C2O4+2NaClO3=2Na2CO3+2ClO2 草酸钠 氯酸钠 【解析】 【分析】
(1)化合物中正负化合价的代数和为0,ClO2中O为-2价; (2)由信息可知,氯气与NaClO2反应生成ClO2;
(3)草酸钠(Na2C2O4)还原NaClO3也可制得ClO2,Na2C2O4的氧化产物是Na2CO3,结合电子、原子守恒分析;
(4)从上文信息可知两种固体制备ClO2的是草酸钠与氯酸钠,根据氯酸钠具有强的氧化性分析判断物质的存放。 【详解】
(1)根据O元素化合价为-2,得氯元素的化合价为+4。
(2)根据信息知反应物为氯气和亚氯酸钠,生成物之一为二氧化氯,结合质量守恒定律可得另一生成为氯化钠,反应方程式为:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl;
(3)草酸钠(Na2C2O4)与NaClO3反应,氯酸钠被还原得到的ClO2,草酸钠被氧化为Na2CO3,反应方程式为:Na2C2O4+2NaClO3=2Na2CO3+2ClO2;
(4)根据上述信息可知两种固体是草酸钠与氯酸钠,由于氯酸钠具有强的氧化性,会腐蚀钢筒,因此小瓶内盛的白色固体是草酸钠,瓶胆内盛的白色固体是氯酸钠。 【点睛】
本题考查物质的性质及氧化还原反应,把握习题中的信息及物质的性质、氧化还原反应为解答的关键,侧重考查学生的分析与应用能力。
14.双氧水和84消毒液是生活中常用的两种消毒剂,了解物质的性质是科学合理使用化学
品的基础和前提。请回答下列问题: (1)某同学设计如下实验研究H2O2的性质 序号 ⅰ ⅱ 实验 向5%H2O2溶液中滴加酸性KMnO4溶液 向5%H2O2溶液中滴加淀粉碘化钾溶液 实验现象 a. 溶液紫色褪去 b. 有大量气泡产生 c. 溶液变蓝 ① 从理论上看H2O2既有氧化性又有还原性,具有还原性的原因是__________。 ② 能证明H2O2具有还原性的实验是_____(填序号)。可作为证据的实验现象是_____(填字母序号)。
(2)84消毒液的有效成分为NaClO
① 将Cl2通入NaOH溶液中可制得84消毒液,化学反应方程式为__________。 ② 84消毒液不能用于钢制器具的消毒,原因是NaClO具有_________ 性。
③ 84消毒液的溶液在浸泡餐具过程中,因吸收空气中CO2消毒杀菌能力增强,其中发生的) 化学反应符合规律: ______+ ______ = ______+ _____ (填物质类别.....
(3)2016年巴西奥运会期间,由于工作人员将84消毒液与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿。一种可能的原因是NaClO与H2O2反应产生O2促进藻类快速生长。
① 该反应说明氧化性:NaClO_______ H2O2的(填“>”或“<”)。 ② 当有0.1mol O2生成时,转移电子_______mol
【答案】过氧化氢中氧元素的化合价为-1,化合价可升高被氧化,具有还原性 1 ab Cl2 + 2NaOH = NaCl +NaClO+H2O 氧化性 酸 盐 酸 盐 > 0.2 【解析】 【详解】
(1)①H2O2分子中,O呈-1价,且可升高被氧化,故H2O2具有还原性;
②实验I中的KMnO4是强氧化剂,实验II中的KI是强还原剂,故实验I能证明H2O2具有还原性,现象ab可作为证据证明H2O2具有还原性;
(2)①Cl2和NaOH溶液反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O; ②NaClO具有氧化性,故84消毒液不能用于钢制器具的消毒;
③该过程发生的反应是CO2+H2O+NaClO=HClO+NaHCO3,其中发生的化学反应符合规律是强酸制弱酸,即酸+盐=酸+盐;
(3)①NaClO一般做氧化剂,还原产物是Cl-,故NaClO与H2O2反应产生的O2是由H2O2被氧化而来,即H2O2作还原剂,所以氧化性:NaClO>H2O2;
②生成O2,O的化合价由-1变为0,则生成0.1mol O2,转移电子0.2mol。
15.氯及其化合物在生产生活中都有重要的应用。
(1)已知HClO的杀菌能力比ClO-强。25℃时将氯气溶于水形成氯气—氯水体系,该体系中Cl2、HClO和ClO-的物质的量分数(a)随pH变化的关系如图所示。由图分析,要使氯水的
杀菌效果最好,应控制溶液的pH范围是_____________,当pH=7.5时,氯水中含氯元素的微粒有_____________________。
(2)工业上用氯气与石灰乳生产漂白粉的化学方程式为_______________________。 (3)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的高效、安全的杀菌消毒剂。工业上制备ClO2的反应为2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = K2SO4 + 2ClO2↑+ 2X + 2H2O。 ①X的化学式为______________。
②ClO2和Cl2均是生活中常用的消毒剂,ClO2的消毒效率是Cl2的_______倍(消毒效率以物质单位物质的量得到的电子数表示,还原产物均为Cl-。)
【答案】2 < pH < 6 HClO、ClO-、Cl- 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O CO2 2.5 【解析】 【分析】
(1)HClO的杀菌能力比ClO﹣强,则HClO含量越大其杀菌效果越好;该体系中存在的平衡有氯气和水反应平衡、次氯酸的电离平衡、氯气的溶解平衡; (2)用氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水;
(3)①工业上制备ClO2的反应原理为:2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4=K2SO4+2ClO2+2X+2H2O,原子守恒得到X的化学式;
②每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,根据电子守恒分析。 【详解】
(1)HClO的杀菌能力比ClO﹣强,则HClO含量越大其杀菌效果越好,根据图知,pH=2~6时HClO含量较高,所以2 < pH < 6 时漂白效果较好;含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应,次氯酸电离平衡,液态氯气和气态氯气的平衡等,氯气﹣氯水体系中,存在多个含氯元素的平衡关系,分别用平衡方程式表示为Cl2(aq)+H2O?HClO+H++Cl﹣、HClO?H++ClO
﹣
、Cl2(g)?Cl2(aq),当pH=7.5时,氯水中含氯元素的微粒有:HClO、ClO﹣、Cl﹣;
(2)工业上用氯气与石灰乳反应生产漂白粉的化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(3)①工业上制备ClO2的反应原理为:2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4=K2SO4+2ClO2+2X+2H2O,原子守恒得到X为CO2;
②ClO2和Cl2的还原产物都为Cl﹣,每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,则所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。
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