Question

13．二氧化氯（ClO₂）是國際上公認(rèn)為安全、無毒的綠色消毒劑．工業(yè)上制取ClO₂的化學(xué)方程式如下：2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄═2ClO₂+2NaHSO₄．按要求回答下列問題：
（1）該反應(yīng)中，SO₂為還原劑（填“還原劑”或“氧化劑”）．
（2）若用該反應(yīng)制取44.8LClO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為2N_A．
（3）ClO₂是一種十分有效的凈水劑，在其濃度為0.5～1mg/L時，一分鐘內(nèi)能將水中99%的細(xì)菌殺滅．現(xiàn)用ClO₂給VL飲用水進(jìn)行消毒，欲達(dá)到此殺菌效果，則需ClO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積至少為$\frac{22.4V}{135}×10$^-3L（將水的體積視為溶液的體積且忽略消毒過程中的體積變化），若用上述反應(yīng)制取ClO₂，則需NaClO₃的質(zhì)量至少為$\frac{71V}{90}×10$^-3g（結(jié)果用含V的式子表示）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)中S元素化合價升高，被氧化；
（2）反應(yīng)中Cl元素化合價由+5價降低到+4價，根據(jù)體積計(jì)算物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目；
（3）已知在其濃度為0.5～1mg/L時，一分鐘內(nèi)能將水中99%的細(xì)菌殺滅，用ClO₂給VL飲用水進(jìn)行消毒，欲達(dá)到此殺菌效果，則溶液中ClO₂濃度至少為0.5mg，以此計(jì)算需ClO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積，進(jìn)而計(jì)算需NaClO₃的質(zhì)量．

解答 解：（1）反應(yīng)中S元素化合價升高，被氧化，則SO₂為還原劑，故答案為：還原劑；
（2）n（ClO₂）=$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，反應(yīng)中Cl元素化合價由+5價降低到+4價，則轉(zhuǎn)移2mol電子，個數(shù)為2N_A，故答案為：2；
（3）已知在其濃度為0.5～1mg/L時，一分鐘內(nèi)能將水中99%的細(xì)菌殺滅，用ClO₂給VL飲用水進(jìn)行消毒，欲達(dá)到此殺菌效果，則溶液中ClO₂濃度至少為0.5mg，則
ClO₂的質(zhì)量為0.5Vmg，n（ClO₂）=$\frac{0.5V×1{0}^{-3}g}{67.5g/mol}$，體積為$\frac{22.4V}{135}×10$^-3L，由方程式可知需要NaClO₃$\frac{0.5V×1{0}^{-3}g}{67.5g/mol}$mol，質(zhì)量為$\frac{71V}{90}×10$^-3g，
故答案為：$\frac{22.4V}{135}×10$^-3；$\frac{71V}{90}×10$^-3．

點(diǎn)評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中物質(zhì)的量關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．