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(wèn)題：
（1）工業(yè)上可用KC1O₃與Na₂SO₃在H₂SO₄存在下制得ClO₂，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2：1；
（2）實(shí)驗(yàn)室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過(guò)以下過(guò)程制備ClO₂：

①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定溶液X的成份，請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
I：取一根鉑絲在火焰上灼燒至無(wú)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(biāo)號(hào)）；
a．水b．堿石灰c．濃硫酸d．飽和食鹽水
（3）O₂處理過(guò)的飲用水會(huì)含有一定量的亞氯酸鹽．若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽，下列物質(zhì)最適宜的是d填標(biāo)號(hào)）．
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(yīng)，SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)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(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽(yáng)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(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽(yáng)極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②I：檢驗(yàn)溶液里含有Na⁺，可利用熖色反應(yīng)，結(jié)合火焰顏色判斷；
II：檢驗(yàn)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(zhì)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(yīng)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(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，氧化劑為KClO₃，還原劑為Na₂SO₃，由離子反應(yīng)可知該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)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(yáng)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(wú)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(wú)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(cuò)誤；
b．堿石灰不能吸收氨氣，故b錯(cuò)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(cuò)誤；
故答案為：c；
（3）若要除去超標(biāo)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(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量的測(cè)定，為高頻考點(diǎn)，為2015年高考真題選編，把握物質(zhì)的性質(zhì)、制備流程、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．