Question

在实验室中，可以有如下两种方法制备二氧化氯(ClO₂)，回答下列问题

Ⅰ.

Ⅱ.

(1)NaClO₃中Cl的化合价为______________。

(2)Ⅰ中还原产物是______________。

(3)Ⅱ的离子方程式为__________________________________________，若反应中有0.1mol电子转移，则产生的ClO₂气体在标准状况下的体积为_____________L。

(4)二氧化氯是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力(得失电子数)相当于多少克C1₂的氧化能力(Cl均转化为Cl^-)。ClO₂的有效氯含量为_________________(计算结果保留两位小数)

Answer

+5 ClO2 2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O 2.24 2.63g

【解析】

根据正负化合价代数和为0计算；根据氧化还原反应的概念结合元素的化合价变化分析判断；结合电子转移的数目计算；根据电子守恒规律计算。

(1)NaClO3中Na为+1价，O为-2价，由正负化合价代数和为0可知Cl的化合价为+5价；

(2)Ⅰ中Cl元素从+5价降为+4价，从-1价升高为0价，则还原产物是ClO2；

(3)Ⅱ的离子方程式为2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O，反应中Cl元素从+5价降为+4价，则每生成1molClO2转移1mol电子，现反应中有0.1mol电子转移，产生的ClO2气体的物质的量为0.1mol，在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L；

(4) 根据有效氯定义，1gClO2的物质的量为mol，已知ClO2～Cl-～5e-，则转移电子为mol，已知Cl2～2Cl-～2e-，依据电子转移数目相等，可知氯气的物质的量为×mol，则氯气的质量为×mol×71g/mol=2.63g。