Question

【題目】ClO2為一種黃綠色氣體，是目前國際上公認的高效、廣譜、快速安全的殺菌劑，制備ClO2的新工藝是電解法。

（1）如圖表示用石墨做電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2，寫出陽極產生ClO2的電極方程式：__________________________________；圖中b電極為_____________(填“陽極”或“陰極”)。

（2）電解一段時間，當陰極產生標準狀況下氣體112 mL時，停止電解，則通過陽離子交換膜的陽離子物質的量為________mol，陰極區pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。

（3）ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－、CN－等有明顯去除效果，某工廠中污水含CN－(a mol·L－1)，現將ClO2把CN－氧化成兩種無毒氣體，寫出該反應的離子方程式：_____________________。

Answer 1

【答案】Cl-－5e-＋2H2O＝ClO2↑＋4H+ 陰極 0.01 變大 2ClO2＋2CN-＝N2＋2CO2＋2Cl-

【解析】

（1）在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2，可知氯離子放電生成ClO2，由元素守恒可知，電極反應式為：Cl-－5e-＋2H2O＝ClO2↑＋4H+；由圖可知，陽離子移向b極，則b為陰極；

（2）陰極發生2H++2e-=H2↑，產生氫氣的物質的量為0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子，所以通過交換膜的陽離子的物質的量為0.005mol×2=0.01mol，陰極H+濃度減小，溶液的pH變大；

（3）ClO2將CN-氧化成兩種無毒氣體，則應生成氮氣與二氧化碳，反應離子方程式為2ClO2＋2CN-＝N2＋2CO2＋2Cl-。