探秘高考寵兒——二氧化氯

文章編號:1005-6629(2010)01-0071-03 中圖分類號:G632.479 文獻標識碼:B

近年來研究表明:氯氣與水中自發產生的一些有機物質反應生成致癌的三鹵甲烷。許多西方發達國家已禁止使用氯氣作為消毒劑。ClO2不但成本低，且被公認為高效、廣譜的A級安全性的新型消毒劑。雖然我國在上世紀80 年代末才開始大力提倡，但是應用它進行飲用水消毒已成為一種趨勢[1]。二氧化氯的性質和制備等都涉及到高中化學的知識，因此成為考查學生化學素養和能力很好的載體，受到高考命題專家的青睞，成為高考的熱點。

1 結構

二氧化氯(ClO2)是氯的一種重要的氧化物。其中氯采取sp2雜化，孤電子對占據一個雜化軌道，分子形狀為V形，鍵角118°。分子中還存在一個離域π35鍵垂直于分子平面。鍵長147 pm。ClO2的電子對排布是平面三角形的。其結構如圖1所示。

2物理性質

淡黃色氣體，沸點為11 ℃，熔點為-59 ℃。液態時密度為1.642 g·mL-1。易溶于水生成ClO2·8H2O。也可以溶于CCl4中[2]。

3化學性質

二氧化氯的化學性質非常活潑，能與許多單質和化合物作用。二氧化氯之所以有較強的氧化能力，主要是由于正四價態的氯氧化能力較強。

(1)不穩定性

在室溫下，干燥的ClO2經短時間激發后光解，或者在45 ℃以上爆炸生成Cl2和O2[3] 。方程式如下:2ClO2= Cl2+2O2。

(2)歧化反應

從氯元素的電勢圖(酸性)φA /V: ClO3-ClO2