備考2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)強化訓(xùn)練第四章非金屬及其化合物第1講氯及其化合物科學(xué)探究思想-新型滅菌消毒劑的制備和應(yīng)用

素養(yǎng)：科學(xué)探究思想——新型滅菌消毒劑的制備和應(yīng)用命題特點：新型滅菌消毒劑ClO2、NaClO2等的制備、性質(zhì)探究試驗?！耙惶崛　鼻榫持嘘P(guān)鍵信息，尤其是物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；“二分析”含氯物質(zhì)隨試驗的進行發(fā)生的反應(yīng)；“三關(guān)注”制備環(huán)境（酸堿性、氧化性和還原性等）。有關(guān)ClO2的性質(zhì)和制備物理性質(zhì)常溫常壓下，ClO2是一種黃綠色氣體，易溶于水化學(xué)性質(zhì)ClO2可作消毒劑、漂白劑，其水溶液不穩(wěn)定，見光易分解。主要表現(xiàn)出氧化性，作氧化劑時，本身可被還原為Cl－。①氧化Mn2＋：2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O5MnO2↓＋12H＋＋2Cl－。②快速氧化S2－：8ClO2＋5S2－＋4H2O5SO42－＋8Cl－＋8H③將CN－氧化成CO2和N2：2ClO2＋2CN－2CO2＋N2＋2Cl－制備還原法①氯酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)法：2NaClO3＋4HCl2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。②草酸還原法：H2C2O4＋2NaClO3＋2H2SO4△2NaHSO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O。③KClO3與SO2反應(yīng)法：2KClO3＋SO22ClO2＋K2SO4。④試驗室常將NaClO3和Na2SO3用硫酸酸化，在加熱條件下制備ClO2：2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4△2ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O。氧化法①亞氯酸鈉與氯氣反應(yīng)法：2NaClO2＋Cl2[1]2NaCl＋2ClO2。②亞氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)法：5NaClO2＋4HCl[2]4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O1.亞氯酸鈉（NaClO2）是一種高效的漂白劑和氧化劑，可用于各種纖維和某些食品的漂白。馬蒂遜（Mathieson）法制備亞氯酸鈉的流程如下：下列說法錯誤的是（C）A.反應(yīng)①階段，參與反應(yīng)的NaClO3和SO2的物質(zhì)的量之比為2∶1B.若反應(yīng)①通過原電池來實現(xiàn)，則ClO2是正極產(chǎn)物C.反應(yīng)②中的H2O2可用NaClO4代替D.反應(yīng)②條件下，ClO2的氧化性大于H2O2解析依據(jù)流程圖可知，反應(yīng)①中氧化劑是NaClO3，還原劑是SO2，還原產(chǎn)物是ClO2，氧化產(chǎn)物是NaHSO4，依據(jù)得失電子守恒可知，NaClO3和SO2的物質(zhì)的量之比為2∶1，A項正確；由反應(yīng)①中各元素的化合價變更狀況，再依據(jù)原電池正極上發(fā)生還原反應(yīng)，可知ClO2是正極產(chǎn)物，B項正確；反應(yīng)②中，ClO2轉(zhuǎn)化為NaClO2，氯元素的化合價降低，ClO2作氧化劑，H2O2只能作還原劑，氧元素的化合價上升，不能用NaClO4代替H2O2，C項錯誤；反應(yīng)②中ClO2作氧化劑，H2O2作還原劑，可以推出反應(yīng)②條件下，ClO2的氧化性大于H2O2，D項正確。2.ClO2又稱百毒凈，可用于水的凈化和紙張、紡織品的漂白，用如圖所示裝置（夾持裝置略）制備ClO2并探究ClO2的某些性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：（1）裝置A用于制備ClO2，生成的ClO2中混有CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3＋H2C2O4＋2H2SO4△2ClO2↑＋2NaHSO4＋2CO2↑＋2H2O。（2）關(guān)閉止水夾②，打開止水夾①、③，邊通空氣邊向儀器a中滴加稀硫酸并加熱，一段時間后，裝置C中生成NaClO2，該反應(yīng)體現(xiàn)了H2O2的還原性。若關(guān)閉止水夾③，打開止水夾②，裝置B中可視察到的現(xiàn)象為紅色布條褪色。（3）城市飲用水處理的新技術(shù)中用ClO2替代Cl2，假如以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率，那么消毒殺菌劑ClO2的消毒效率是Cl2的2.63倍（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。解析（1）由題意可知，裝置A中反應(yīng)生成的氣體為ClO2和CO2，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3＋H2C2O4＋2H2SO4△2ClO2↑＋2NaHSO4＋2CO2↑＋2H2O。（2）ClO2與H2O2在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)2ClO2＋2NaOH＋H2O22NaClO2＋2H2O＋O2，H2O2中O由－1價變?yōu)?價，O的化合價上升，體現(xiàn)了H2O2的還原性。ClO2具有強氧化性，會使裝置B中紅色布條褪色。（3）ClO2