Question

化合物X是產量大、應用廣的二元化合物，大量用作漂白劑、飲水處理劑、消毒劑等。年產量達300萬噸的氯酸鈉是生產X的原料，92%用于生產X—在酸性水溶液中用鹽酸、二氧化硫或草酸還原。此外，將亞氯酸鈉固體裝柱，通入用空氣稀釋的氯氣氧化，也可生產X。X有極性和順磁性，不形成二聚體，在堿性溶液里可發生歧化反應。

⑴ 寫出X的分子式和共軛π鍵（）。

⑵ 分別寫出上述用草酸還原和用氯氣氧化生產X的反應方程式。

⑶ 寫出上述X歧化反應的化學方程式。

Answer 1

⑴  ClO₂ 

⑵2ClO₃^－+ H₂C₂O₄ + 2H⁺ = 2ClO₂ + 2CO₂ + 2H₂O

  或 2NaClO₃ + H₂C₂O₄ + H₂SO₄ = 2ClO₂ + 2CO₂  + Na₂SO₄ + 2H₂O

      2NaClO₂ + Cl₂ = 2ClO₂ + 2NaCl

      NaClO₂是固體，不能寫成ClO₂^－。

⑶2ClO₂ + 2NaOH = NaClO₂ + NaClO₃ + H₂O

或 2ClO₂ + 2OH^－= ClO₂^－+ ClO₃^－??+ H₂O

解析:

⑴根據X的制法：由氯酸鈉還原，及亞氯酸鈉氧化，可知X是Cl(Ⅳ)的氧化物，即ClO₂，同時X的制法也可證明之。

X有順磁性，成單電子位于形成π鍵中，所以存在三中心五電子Π鍵。

⑵利用氧化還原配平方法可配平以上兩方程式。但需要注意使用亞氯酸鈉制備ClO₂時，因為是固相中的反應，因此不能寫成離子方程式的形式。

⑶在堿性溶中，Cl(Ⅳ)岐化生Cl(Ⅴ)和Cl(Ⅲ)，生成ClO₂^-和ClO₃^-離子，然后利用氧化還原方程式的配平方法，配平該反應方程式。