Question

二氧化氯（ClO₂）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
（1）工业上制备ClO₂的反应原理常采用：2NaClO₃＋4HCl=2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O＋2NaCl。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是_______（填序号）。

A．只有还原性

B．还原性和酸性

C．只有氧化性

D．氧化性和酸性

②若上述反应中产生0.1molClO₂，则转移电子的物质的量为_______mol。
（2）目前已开发出用电解法制取ClO₂的新工艺。

①上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO₂。写出阳极产生ClO₂的电极反应式：                                                          。
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL（标准状况）时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因              。
ClO₂对污水中Fe^2＋、Mn^2＋、S^2－和CN^-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN^- a mg/L，现用ClO₂将CN^-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为                             ，处理100 m³这种污水，至少需要ClO₂ _______mol。

Answer 1

（1）①B   ② 0.1
（2）①Cl^- - 5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺
②0.01  在阴极发生2H⁺⁺2e^-=H₂↑，H⁺浓度减小，使得H₂OOH^-+H⁺的平衡向右移动，OH^-浓度增大，pH增大
（3）2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-  （或3.85a）

解析试题分析：（1）浓盐酸在反应中的产物是Cl₂和NaCl，一部分化合价升高，一部分没变生成盐，故选B；在反应2NaClO₃＋4HCl=2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O＋2NaCl中每生成1molClO₂转移1mol电子，故若反应中产生0.1molClO₂，则转移电子的物质的量为0.1mol；（2）阳极发生氧化反应，即Cl^-放电生成ClO₂。阴极H⁺放电生成H₂，每生成112 mL H_2，即有0.01molH⁺放电，那么通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01mol（3）100 m³污水中含有CN^-的物质的量为：100 m³*1000L/ m³*a mg/L*10^-3g/mg/26g/mol=
考点：本题综合考查氧化还原和电化学、化学平衡理论。