2023届新高考新教材化学人教版一轮训练-专项提能特训(4)　疫情防控中的含氯消毒剂

专项提能特训(4)疫情防控中的含氯消毒剂1．(2021·重庆市模拟)ClO2和NaClO2均具有漂白性，工业上由ClO2气体制取NaClO2固体的工艺流程如图所示，下列说法错误的是()A．通入的空气可将发生器中产生的ClO2全部驱赶到吸收器中B．吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2＋H2O2=2ClOeq\o\al(－,2)＋2H＋＋O2↑C．步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥D．工业上将ClO2气体制成NaClO2固体，其主要目的是便于贮存和运输解析：B在ClO2发生器中产生ClO2气体，通入空气，可以将其吹入吸收塔中进行吸收，选项A正确；吸收塔中加入了浓氢氧化钠溶液，为碱性环境不会生成H＋，选项B错误；冷却结晶得到NaClO2固体后，应该经过过滤、洗涤、干燥得到产品，选项C正确；气体的贮存和运输都远比固体困难，所以将ClO2气体制成NaClO2固体的主要目的是便于贮存和运输，选项D正确。2．(双选)ClO2是一种广谱消毒剂，可杀死新冠病毒。以氯化钠溶液为原料制取ClO2的流程如下图所示：其中特定条件下，电解NaCl溶液可得到NaClO3，下列说法不正确的是()A．ClO2可消毒是由于其具有强氧化性B．该法中仅Cl2可循环利用C．ClO2发生器中的化学方程式为2NaClO3＋4HCl=2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2OD．电解池阴极产生的气体与补充的气体X物质的量之比为5∶6时，理论上原子利用率可达100%解析：BDClO2可消毒是由于其具有强氧化性，故A正确；该工艺中循环利用的物质有Cl2和NaCl，故B错误；ClO2发生器中的化学方程式为2NaClO3＋4HCl=2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O，故C正确；电解池阴极产生的气体是氢气，要合成HCl应补充的气体为氯气，如果电解生成的氢气为6mol，根据得失电子守恒可得：6molH2～2molNaClO3，结合上述方程式知在ClO2发生器中生成1molCl2，故只需补充5molCl2，当电解质阴极产生的气体与补充的气体X物质的量之比为6∶5时，理论上原子利用率可达100%，故D错误。3．亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等。Ⅰ.亚氯酸钠的制备以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：(1)“反应1”中的氧化剂是________(填化学式，下同)，母液中溶质的主要成分是________。(2)每有1molSO2参加反应，理论上可生成ClO2的物质的量为________mol。(3)如果将SO2换为Na2SO3和稀H2SO4，则“反应1”的离子方程式为__________________________________________。(4)“反应2”使用H2O2而不使用其他物质的主要理由是______________________。Ⅱ.亚氯酸钠的应用(5)用亚氯酸钠作水处理剂，水中可能残留少量亚氯酸钠，可以加入硫酸亚铁除去残留的亚氯酸盐，硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外，还可以起到的作用是________________________。(6)实验室可用亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2气体。上述反应的离子方程式为________。解析：在以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程中，反应1中反应物为NaClO3和SO2，已知生成物为ClO2，Cl元素的化合价由＋5变为＋4，NaClO3为氧化剂，则SO2为还原剂，其对应氧化产物为SOeq\o\al(2－,4)，因而反应1的化学方程式为2NaClO3＋SO2=2ClO2＋Na2SO4；反应2中反应物为ClO2、H2O2和NaOH，已知产物为NaClO2，Cl元素的化合价由＋4变为＋3，ClO2作氧化剂，则H2O2作还原剂，结合氧化还原反应原理知2ClO2＋H2O2＋2NaOH=2NaClO2＋O2＋2H2O。(1)由以上分析，NaClO3作氧化剂，反应1的母液中溶质的主要成分是Na2SO4；(2)结合反应1的化学方程式为2NaClO3＋SO2=2ClO2＋Na2SO4，观察化学计量数知每有1molSO2参加反应，理论上可生成ClO2的物质的量为2mol；(3)如果将SO2换为Na2SO3和稀H2SO4，NaClO3中ClOeq\o\al(－,3)作氧化剂，被还原成气体ClO2，SOeq\o\al(2－,3)作还原剂，被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，反应的离子方程式为2ClOeq\o\al(－,3)＋SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=2ClO2↑＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2O；(4)为了使ClO2更多地转化为NaClO2，需要加入过量的H2O2，过量的试剂需除去，由于H2O2易分解为氧气和水，所以“反应2”使用H2O2而不使用其他物质的主要理由是多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其他杂质；(5)硫酸亚铁与亚氯酸盐反应的离子方程式为4Fe2＋＋ClOeq\o\al(－,2)＋4H＋=4Fe3＋＋Cl－＋2H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋会发生水解，其方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，Fe(OH)3具有胶体的性质，可以吸附水中的杂质，这就是硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外，还可以起到的作用；(6)亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2气体，其反应物为亚氯酸钠和氯酸钠，产物为ClO2，Cl元素化合价由＋3变为＋4或由＋5变为＋4，结合缺项配平的原理，离子方程式为ClOeq\o\al(－,2)＋ClOeq\o\al(－,3)＋2H＋=2ClO2↑＋H2O。答案：(1)NaClO3Na2SO4(2)2(3)2ClOeq\o\al(－,3)＋SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=2ClO2↑＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2O(4)多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其他杂质(5)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3具有胶体的性质，可以吸附水中的杂质(6)ClOeq\o\al(－,2)＋ClOeq\o\al(－,3)＋2H＋=2ClO2↑＋H2O4．(2020·全国Ⅱ卷，26节选)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：(1)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1molClO2消耗NaClO2的量为________mol；产生“气泡”的化学方程式为______________________。(2)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。解析：(1)由题意知，在NaClO2生成ClO2的过程中，发生歧化反应，NaClO2既是氧化剂，又是还原剂，4NaClO2每生成4molClO2，需消耗5molNaClO2，所以每生成1molClO2，需消耗eq\f(5,4)mol(即1.25mol)NaClO2。产生的气泡的成分为CO2，反应的化学方程式为NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O。(2)“84消毒液”遇到酸性清洁剂能发生氧化还原反应：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，Cl2有毒，故“84消毒液”不能和酸性清洁剂混用。1000kg溶液中NaOH溶液的质量为m(NaOH)＝1000kg×1%＝10kg，设反应中消耗Cl2的质量为xkg，则：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O8071eq\f(80,71)xkgxkg需要NaOH溶液的质量为(10kg＋eq\f(80,71)xkg)÷3