Question

二氧化氯是目前國際上公認的新一代高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑．
（1）ClO₂的制備方法比較實用的有數(shù)十種，下列方法是常見方法之一．
方法一：2NaClO₃+4HCl（濃）=2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O
方法二：2NaClO₂+Cl₂=2NaCl+2ClO₂
方法三：實驗室常用氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱制備二氧化氯
①比較方法一和方法二，哪種方法更好？

 

，說明理由

 

②方法三的化學反應方程式為：

 

（2）二氧化氯做消毒劑時，被還原成Cl^-，它的消毒效率是同質(zhì)量常用消毒劑NaClO（84消毒液的主要成分）的

 

倍．
（3）某同學欲對用ClO₂消毒過的自來水進行Cl^-含量的測定（假設ClO₂全部轉(zhuǎn)化為Cl^-），實驗過程如下：向30.00mL水樣中加幾滴K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.001000mol/L AgNO₃溶液滴定，當有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現(xiàn)時，達到滴定終點，此時用去AgNO₃溶液12.12mL．①水樣中Cl^-的物質(zhì)的量濃度是

 

；
②如在滴定終點時，測得溶液中的CrO₄^2-濃度是3.000×10 ^-3 mol/L，則此時溶液中Cl^-的濃度為

 

．（已知K_SP（AgCl）=1.77×10 ^-10，K_SP（Ag₂CrO₄）=2.70×10^-12）
（4）ClO₂在殺菌消毒的同時，可將劇毒氰化物氧化成無毒氣體而除去，寫出用ClO₂氧化除去CN^-的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：氯、溴、碘及其化合物的綜合應用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題,鹵族元素

分析：（1）①由給定的方法可知，方法二生成固體二氧化氯，沒有毒副產(chǎn)品，從反應的安全性和環(huán)保兩個角度來回答；
②用氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱會產(chǎn)生二氧化氯、硫酸鈉以及水；
（2）根據(jù)等質(zhì)量的二氧化氯和次氯酸鈉做氧化劑過程中轉(zhuǎn)移的電子的量來計算消毒效率；
（3）①由利用Ag⁺+Cl^-=AgCl↓計算水樣中Cl^-的物質(zhì)的量及其濃度；
②當有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現(xiàn)時，達滴定終點，利用K_sp（Ag₂CrO₄）計算c（Ag⁺），再利用Ksp（AgCl）計算此時溶液中Cl^-的濃度．
（4）ClO₂可將劇毒氰化物氧化成無毒氣體氮氣而除去，據(jù)此書寫離子方程式．

解答： 解：（1）①比較方法一和方法二，方法一的缺點是會產(chǎn)生大量的氯氣，不僅產(chǎn)率低，而且產(chǎn)品難以分離，同時很可能造成環(huán)境污染，方法二安全性好，沒有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品，故答案為：方法二；方法一的缺點是會產(chǎn)生大量的氯氣，不僅產(chǎn)率低，而且產(chǎn)品難以分離，同時很可能造成環(huán)境污染，方法二安全性好，沒有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品；
②用氯酸鈉（NaClO₃）、亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸共熱會產(chǎn)生二氧化氯、硫酸鈉以及水，即2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂+H₂O，故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂+H₂O；
（2）二氧化氯做消毒劑時，被還原成Cl^-，質(zhì)量是m的二氧化氯轉(zhuǎn)移電子是

5m

67.5

mol，次氯酸銨做消毒劑時，被還原成Cl^-，質(zhì)量是m的次氯酸鈉轉(zhuǎn)移電子是

2m

74.5

mol，所以二者的消毒效率之比是：

5m

67.5

mol：

2m

74.5

mol=2.76，故答案為：2.76；
（3）①由Ag⁺+Cl^-=AgCl↓可知，n（Cl^-）=12.12×0.001L×0.001000mol?L^-1=12.12×10^-6mol，所以水樣中c（Cl^-）=

12.12×10-6mol

30×10-3L

=4.04×10^-4 mol?L^-1，
故答案為：4.04×10^-4 mol?L^-1；
②當c（CrO₄^2-）=5.00×10^-3 mol?L^-1出現(xiàn)磚紅色沉淀時，由Ksp（Ag₂CrO₄）和 c（CrO₄^2-）=3.00×10^-3，得c（Ag⁺）=

2.70×10-12 3.000×10-3

=3.00×10^-5 mol?L^-1，
所以c（Cl^-）=

1.77×10-10

3.00×10-5

=5.90×10^-6 mol?L^-1，故答案為：5.90×10^-6 mol?L^-1；
（4）ClO₂可將劇毒氰化物氧化成無毒氣體氮氣、二氧化碳而除去，除去CN^-的離子方程式為：2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，
故答案為：2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-．

點評：本題考查學生含鹵族元素的物質(zhì)的性質(zhì)以及沉淀溶解平衡的有關計算知識，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度中等．