《2025年赢在微点化学》

二氧化氯（$ClO_{2}$）是一种黄绿色易溶于水的气体，是一种安全无毒的绿色消毒剂，常用于饮用水消毒。下列有关 $ClO_{2}$ 制备与杀菌的说法不正确的是（ ）
A. $NaClO_{2}$ 在酸性条件下歧化生成 $ClO_{2}$ 和 $NaCl$，则 $n$(氧化剂) : $n$(还原剂) = 1 : 4
B. $ClO_{2}$ 在强碱性环境中使用失效，可能的原因是 $2ClO_{2} + 2OH^{-} = ClO_{3}^{-} + ClO_{2}^{-} + H_{2}O$
C. 可用饱和食盐水除去 $ClO_{2}$ 中的 $NH_{3}$
D. $ClO_{2}$ 的消毒效率（单位质量的氧化剂得到的电子数）是 $Cl_{2}$ 的 2.63 倍

答案： C 解析 酸性条件下$ClO_{2}^{-}$发生歧化反应，生成$Cl^{-}$和$ClO_{2}$，可写出方程式$4H^{+}+5ClO_{2}^{-}=Cl^{-}+4ClO_{2}\uparrow+2H_{2}O$，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为$1:4$，$A$项正确；方程式符合歧化反应化合价的变化，$B$项正确；$ClO_{2}$易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，$C$项错误；$\frac{\frac{67.5}{67.5}\times5}{\frac{1}{71}\times2}\approx2.63$，$D$项正确。

1.（2023·江苏卷）实验室制取 $Cl_{2}$ 的实验原理及装置均正确的是（ ）

答案： C 解析 实验室制取氯气使用的是浓盐酸和$MnO_{2}$反应，不能使用稀盐酸，$A$项错误；除去$Cl_{2}$中的$HCl$可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进气便于充分吸收，应该长进短出，$B$项错误；氯气的密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意要长进短出，$C$项正确；对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水的吸收效果不好，$D$项错误。

2.（2022·广东卷）实验室用 $MnO_{2}$ 和浓盐酸反应生成 $Cl_{2}$ 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置（“→”表示气流方向）不能达到实验目的的是（ ）

答案： D 解析 浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有$HCl$，可用饱和食盐水除去$HCl$，$Cl_{2}$可用浓硫酸干燥，$A$装置能达到实验目的，$A$项不符合题意；氯气的密度比空气的大，用向上排空气法收集，$B$装置能收集氯气，$B$项不符合题意；湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，$C$项不符合题意；氯气在水中的溶解度较小，应用$NaOH$溶液吸收尾气，$D$装置不能达到实验目的，$D$项符合题意。

3.（2022·北京卷）某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料：ⅰ. $Mn^{2 + }$ 在一定条件下被 $Cl_{2}$ 或 $ClO^{-}$ 氧化成 $MnO_{2}$（棕黑色）、$MnO_{4}^{2 - }$（绿色）、$MnO_{4}^{-}$（紫色）。
ⅱ. 浓碱条件下，$MnO_{4}^{-}$ 可被 $OH^{-}$ 还原为 $MnO_{4}^{2 - }$。
ⅲ. $Cl_{2}$ 的氧化性与溶液的酸碱性无关，$NaClO$ 的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图（夹持装置略）：

（1）B 中试剂是________。
（2）通入 $Cl_{2}$ 前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为____________________。
（3）对比实验Ⅰ、Ⅱ通入 $Cl_{2}$ 后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是____________________。
（4）根据资料ⅱ，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入 $Cl_{2}$ 导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将 $MnO_{4}^{2 - }$ 氧化为 $MnO_{4}^{-}$。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因是____________________，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的 1 mL 悬浊液，加入 4 mL 40％的 NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液由紫色变为绿色的离子方程式为____________________，溶液绿色缓慢加深，原因是 $MnO_{2}$ 被________（填化学式）氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅱ中放置后的 1 mL 悬浊液，加入 4 mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是____________________。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因：____________________。

答案：
(1)饱和$NaCl$溶液
(2)$2Mn(OH)_{2}+O_{2}=2MnO_{2}+2H_{2}O$
(3)$Mn^{2 +}$的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①$Cl_{2}+2NaOH=NaCl + NaClO + H_{2}O$
②$4MnO_{4}^{-}+4OH^{-}=4MnO_{4}^{2 -}+O_{2}\uparrow+2H_{2}O$
③$3ClO^{-}+2MnO_{2}+2OH^{-}=2MnO_{4}^{-}+3Cl^{-}+H_{2}O$
④过量$Cl_{2}$与$NaOH$反应产生$NaClO$，使溶液的碱性减弱，$c(OH^{-})$降低，溶液中的$MnO_{4}^{-}$被还原为$MnO_{4}^{2 -}$的速率减小，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液