Question

二氧化氯（ClO₂）為一種黃綠色氣體，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。
（1）工業上制備ClO₂的反應原理常采用：2NaClO₃＋4HCl=2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O＋2NaCl。
①濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是_______（填序號）。

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若上述反應中產生0.1molClO₂，則轉移電子的物質的量為_______mol。
（2）目前已開發出用電解法制取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。寫出陽極產生ClO₂的電極反應式：                                                          。
②電解一段時間，當陰極產生的氣體體積為112 mL（標準狀況）時，停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質的量為_________mol；用平衡移動原理解釋陰極區pH增大的原因              。
ClO₂對污水中Fe^2＋、Mn^2＋、S^2－和CN^-等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN^- a mg/L，現用ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，其離子反應方程式為                             ，處理100 m³這種污水，至少需要ClO₂ _______mol。

Answer 1

（1）①B   ② 0.1
（2）①Cl^- - 5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺
②0.01  在陰極發生2H⁺⁺2e^-=H₂↑，H⁺濃度減小，使得H₂OOH^-+H⁺的平衡向右移動，OH^-濃度增大，pH增大
（3）2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-  （或3.85a）

解析試題分析：（1）濃鹽酸在反應中的產物是Cl₂和NaCl，一部分化合價升高，一部分沒變生成鹽，故選B；在反應2NaClO₃＋4HCl=2ClO₂↑＋Cl₂↑＋2H₂O＋2NaCl中每生成1molClO₂轉移1mol電子，故若反應中產生0.1molClO₂，則轉移電子的物質的量為0.1mol；（2）陽極發生氧化反應，即Cl^-放電生成ClO₂。陰極H⁺放電生成H₂，每生成112 mL H_2，即有0.01molH⁺放電，那么通過陽離子交換膜的陽離子的物質的量為0.01mol（3）100 m³污水中含有CN^-的物質的量為：100 m³*1000L/ m³*a mg/L*10^-3g/mg/26g/mol=
考點：本題綜合考查氧化還原和電化學、化學平衡理論。