Question

二氧化氯（ClO₂）為一種黃綠色氣體，是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。

（1）工業(yè)上制備ClO₂的反應(yīng)原理常采用：2NaClO₃＋4HCl=2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O＋2NaCl。

① 濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來(lái)的性質(zhì)是_______（填序號(hào)）。

 A．只有還原性   B．還原性和酸性   C．只有氧化性   D．氧化性和酸性

 ② 若上述反應(yīng)中產(chǎn)生0.1 mol ClO₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。

（2）目前已開發(fā)出用電解法制取ClO₂的新工藝。

 

①上圖示意用石墨做電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO₂。寫出陽(yáng)極產(chǎn)生ClO₂的電極反應(yīng)式：__________。

②電解一段時(shí)間，當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，停止電解。通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為_________mol；用平衡移動(dòng)原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因______________。

（3）ClO₂對(duì)污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2—和CN^-等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN^- a mg/L，現(xiàn)用ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，其離子反應(yīng)方程式為_______；處理100 m³這種污水，至少需要ClO₂ _______ mol 。

 

Answer 1

【答案】

（共12分）

（1）①B    ② 0.1  （各1分）

（2）①Cl^- - 5e^- + 2H₂O = ClO₂↑+ 4H⁺ 

②0.01   在陰極發(fā)生2H⁺ + 2e^- =H₂↑，H⁺濃度減小，使得H₂OOH^- +H⁺的平衡向右移動(dòng)，OH^-濃度增大，pH增大

（3）2ClO₂+2CN^- = N₂↑+ 2CO₂↑+2Cl^-   50a/13（或3.85a）

【解析】

試題分析：

（1）①鹽酸中部分Cl價(jià)態(tài)升高變?yōu)槁葰�，部分生成鹽，體現(xiàn)還原性和酸性②式中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2，反應(yīng)中產(chǎn)生0.1 mol ClO₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol

（2）①可得Cl^- - 5e^- + 2H₂O = ClO₂↑+ 4H⁺。②陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體體積為112 mL（0.005mol）時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為0.01mol，所以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為0.01mol；在陰極發(fā)生2H⁺ + 2e^- =H₂↑，H⁺濃度減小，使得H₂OOH^- +H⁺的平衡向右移動(dòng)，OH^-濃度增大，pH增大

（3）根據(jù)反應(yīng)2ClO₂+2CN^- = N₂↑+ 2CO₂↑+2Cl^-，n(ClO₂)=n(CN^-)=100×10³L×a×10^-3g/L÷26g/mol=3.85a。

考點(diǎn)：本題以工業(yè)流程為載體考查元素及其化合物性質(zhì)、氧化還原方程式書寫、電子轉(zhuǎn)移計(jì)算、電解池等相關(guān)知識(shí)。