综合题10.0分
化学

二氧化氯是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。回答下列问题:

18.二氧化氯可溶于水,但常温下难以与水反应,加热时会发生反应生成等物质的量的次氯酸和氯气,同时放出氧气,该反应的化学方程式为_____________________________,产物之一次氯酸的电子式为_____________。二氧化氯还能溶于强碱溶液,该过程中发生反应生成等物质的量的氯酸钠和另一种氯的含氧酸盐,同时生成水,该反应的离子方程式为________________________________。

19.工业上可利用电解法制备二氧化氯,如图为以石墨作电极制备二氧化氯的过程,写出产生二氧化氯气体的电极反应式:____________________。可利用滴定法测定电解过程中产生的二氧化氯,其过程如下:在锥形瓶中加入足量用硫酸酸化的碘化钾溶液,将生成的二氧化氯通入锥形瓶中至完全吸收,再向锥形瓶中滴加几滴淀粉溶液,用0.1 mo1·L1硫代硫酸钠标准液进行滴定(I2+2S2O32-==2I-+S4O62-),共用去100.00 mL标准液。则电解过程中产生的气体折算为标准状况下的体积为________mL

考察知识点

  • 质量数与质子数、中子数之间的相互关系

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

12ClO2 + 2H2O  4HClO + 4Cl2+ 11O2;2ClO2 + 2OH- = ClO2- + ClO3- + H2O

解析

根据二氧化氯与水反应生成次氯酸和氯气,同时放出氧气,可以先写出相应的反应物和生产物,然后根据化合价升降总数相等完成配平的第一步骤:ClO2每生成1mol的HClO 和Cl2,化合价总共降低11,而每生成一个氧气,化合价升高4,所以最小公倍数为44,再用观察法配平H2O的系数为2,所以该反应的化学方程式为12ClO2 + 2H2O  4HClO + 4Cl2+ 11O2;产物次氯酸中氧元素为中心原子,所以电子式为,由于二氧化氯溶于强碱溶液生成等物质的量的氯酸钠和另一种氯的含氧酸盐,根据化合价升降守恒的原则,生成1mol氯酸钠,化合价升了1,所以也要降低1,故应该生成+3价的亚氯酸,所以该反应的离子方程式为2ClO2 + 2OH- = ClO2- + ClO3- + H2O。故答案为:12ClO2 + 2H2O  4HClO + 4Cl2+ 11O2; 2ClO2 + 2OH- = ClO2- + ClO3

考查方向

通过考查氧化还原反应方程式、离子方程式、电子式、电极反应以及氧化还原滴定的计算,进一步考查考试提取题中信息和应用信息解决问题的能力

解题思路

根据二氧化氯与水反应生成次氯酸和氯气,同时放出氧气,可以先写出相应的反应物和生产物,然后根据化合价升降总数相等完成配平,再用观察法配平H2O的系数为2。产物次氯酸中氧元素为中心原子,根据化合价升降守恒的原则,生成1mol氯酸钠,化合价升了1,所以也要降低1,故应该生成+3价的亚氯酸。

易错点

不能有效提取相关信息书写陌生的方程式,不能通过电子守恒法进行氧化还原滴定的计算,最后在计算电解过程中产生的气体折算为标准状况下的体积时容易忽略H2的体积。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

Cl- + 2H2O – 5e- = ClO2↑+ 4H+;156.8

解析

以石墨作电极制备二氧化氯的过程就是将Cl-氧化为ClO2的过程,所以电极反应式为:Cl- + 2H2O – 5e- = ClO2↑+ 4H+。ClO有较强氧化性,把I氧化为I,根据反应过程中电子得失可以得出三者关系:2ClO~5I2~10S2O32-n(ClO2)=0.2n(S2O32-)=0.2×0.01=0.002mol。根据电解过程中的电子守恒可以知道,再阳极每生成1molClO2,同时在阴极要生成2.5molH2。则电解过程中产生的气体折算为标准状况下的体积为(0.002+0.005)×22400=156.8 mL故答案为:Cl- + 2H2O – 5e- = ClO2↑+ 4H+;156.8。

考查方向

通过考查氧化还原反应方程式、离子方程式、电子式、电极反应以及氧化还原滴定的计算,进一步考查考试提取题中信息和应用信息解决问题的能力

解题思路

以石墨作电极制备二氧化氯的过程就是将Cl-氧化为ClO2的过程;ClO有较强氧化性,把I氧化为I,根据反应过程中电子得失可以得出三者关系:再根据电解过程中的电子守恒确定阴极产生的H2。电解过程中产生的气体折算为标准状况下的体积ClO2与H2的总和。

易错点

不能有效提取相关信息书写陌生的方程式,不能通过电子守恒法进行氧化还原滴定的计算,最后在计算电解过程中产生的气体折算为标准状况下的体积时容易忽略H2的体积。