Question

【題目】二氧化氯（ClO2）是世界衛生組織（WHO）推薦的A1級廣譜、安全、高效消毒劑。以下是ClO2的兩種制備方法：

方法一：2NaClO3 + 4HCl → 2ClO2↑+ Cl2↑+ 2NaCl + 2H2O

方法二：H2C2O4 + 2NaClO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2CO2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O

完成下列填空：

(1)在方法一中，當有0.2 mol電子發生轉移時，參與反應的還原劑為_________ mol。

(2)在方法二中，反應物H2C2O4_________（填序號）。

a．僅做氧化劑 b．既被氧化又被還原

c．發生氧化反應 d．既未被氧化也未被還原

(3)兩種方法相比，___________（填寫“方法一”或“方法二”）制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒，其主要原因是______________________________________________。

(4)實驗室也可用氯酸鈉(NaClO3)和亞硫酸鈉(Na2SO3)用硫酸酸化，加熱制備二氧化氯，其化學反應方程式為 ________________________________________________。

(5)氯原子核外共有______種不同運動狀態的電子，氯離子的最外層電子排布式是________。

(6)CCl4分子的空間構型為__________________，CO2的電子式是___________________。

(7)相同壓強下，部分元素氯化物的熔點見表：

氯化物	NaCl	KCl	CCl4
熔點/℃	804	773	-22.92

試解釋表中氯化物熔點差異的原因：_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】0.2 c 方法二 方法一產生污染性氣體氯氣，而方法二產生二氧化碳氣體對水體無污染 2 NaClO3 + Na2SO3 + H2SO4 2ClO2↑ + 2Na2SO4 + H2O 17 3s23p6 正四面體 NaCl與 KCl為離子晶體，CCl4為分子晶體，故CCl4的熔點低；K+的半徑比Na+的半徑大，KCl中離子鍵強度較NaCl小，故KCl的熔點比NaCl低

【解析】

(1)方法一：2NaClO3 + 4HCl →2ClO2↑+ Cl2↑+ 2NaCl + 2H2O，根據化合價變化規律，同種元素化合價不交叉，NaClO3作氧化劑發生還原反應生成ClO2，則兩份NaClO3參與反應化合價降低2；四份HCl中2份體現還原性化合價升高生成氯氣，化合價升高2，2份HCl中Cl的化合價不變生成氯化鈉；則該反應化合價變化為2，轉移電子數為2；根據分析電子轉移數目與作還原劑的HCl物質的量為1：1，當有0.2 mol電子發生轉移時，參與反應的還原劑0.2mol。

(2) 方法二：H2C2O4 + 2NaClO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2CO2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O，草酸中的碳元素從+3價→+4價，發生氧化反應做還原劑；故選c；

(3)兩種方法相比，方法二制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒，其主要原因是方法一產生污染性氣體氯氣，而方法二產生二氧化碳氣體對水體無污染；

(4) 硫酸酸化，Na2SO3做還原劑發生氧化反應得到Na2SO4，化合價升高2，NaClO3發生還原反應生成二氧化氯，化合價降低1，根據化合價守恒n（Na2SO3）：n（NaClO3）=1：2，其余部分按照原子守恒配平，故其化學反應方程式為2NaClO3 + Na2SO3 + H2SO42ClO2↑ + 2Na2SO4 + H2O；

(5)氯原子核外共有17個電子，每個電子的運動狀態都不同，故有17種不同運動狀態的電子；按照構造原理氯離子的最外層電子排布式是3s23p6；

(6)CCl4中C的價層電子對數為4，沒有孤電子對，則CCl4分子的空間構型為正四面體； CO2的電子式是；

(7)對比物質的熔沸點，首先確定物質的晶體類別，一般熔沸點大小比較：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體；若均為離子晶體，比較離子鍵強弱； NaCl與 KCl為離子晶體，CCl4為分子晶體，故CCl4的熔點低；K+的半徑比Na+的半徑大，KCl中離子鍵強度較NaCl小，故KCl的熔點比NaCl低。