内容正文:
微专题•大素养(6)
含氯消毒剂的计算与比较
微专题•大素养(6) 含氯消毒剂的计算与比较
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微专题•大素养(6) 含氯消毒剂的计算与比较
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第一步
确定含氯消毒剂中氯元素的化合价
第二步
计算含氯消毒剂中氯元素到稳定的-1价时化合价的变化
第三步
确定消毒效率的表示方法:
①以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率;
②以单位物质的量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率
第四步
计算或比较含氯消毒剂的消毒效率
1.ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点:11 ℃),实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示:
已知下列反应:NaClO3+HCl—→NaCl+ClO2+Cl2+H2O;NaClO2+HCl—→NaCl+ClO2+H2O;NaClO2+Cl2—→NaCl+ClO2(均未配平)。下列说法正确的是( )
A.a中通入的N2可用CO2或SO2代替
B.b中NaClO2可用饱和食盐水代替
C.c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却
D.d中吸收尾气后只生成一种溶质
解析 A项,a中通入N2的目的是氮气性质稳定且不影响实验,可将a中产生的ClO2和Cl2吹出并进入后续装置继续实验,二氧化硫具有还原性,可将ClO2、NaClO3等物质还原,错误;B项,b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体,用饱和食盐水可吸收氯化氢,但不能吸收氯气,错误;C项,ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体,故c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却,有利于吸收ClO2,正确;D项,d中氢氧化钠和ClO2发生歧化反应生成NaClO2和NaClO3,产物至少两种,错误。
答案 C
2.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)“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相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________(计算结果保留两位小数)。
解析 (1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零,可知NaClO2中Cl的化合价为+3价。
(2)NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl-,则1 mol NaClO2得到电子的物质的量为4 mol,1 mol Cl2被还原为Cl-时得到电子的物质的量为2 mol,故1 g NaClO2得到电子的物质的量为eq \f(4,90.5) mol,根据“有效氯含量”的定义可知,NaClO2的有效氯含量为1.57。
答案 (1)+3价 (2)1.57
3.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1 mol ClO2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1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。
解析 (1)5ClOeq \o\al(-,2)+4H+===4ClO2+Cl-+2H2O,每生成1 mol ClO2,消耗NaClO2为eq \f(1 mol,4)×5=1.25 mol;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,方程式为:NaHCO3+NaHSO4===Na2SO4+H2O+CO2↑;
(2)84消毒液中的NaClO、NaCl和酸性清洁剂混合后发生归中反应,离子方程式为:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O;设氯气为x kg,则消耗的NaOH为eq \f(80x,71) kg,原氢氧化钠质量为eq \f(80x,71)+1 000 kg×0.01,由NaOH质量守恒:原溶液为1 000 kg-x,则eq \f(80x,71)kg+1 000 kg×0.01=(1 000 kg-x)×0.3,解得x= 203 kg。
答案 (1)1.25 NaHCO3+NaHSO4===CO2↑+Na2SO4+H2O
(2)ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O 203
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