二氧化氯(ClO 2 )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。
| 二氧化氯(ClO 2 )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ClO 2 的反应原理为2NaClO 3 ＋4HCl=2ClO 2 ↑＋Cl 2 ↑＋2H 2 O＋2NaCl。 ①浓盐酸在反应中显示出来的性质是________。
(2)目前已开发出用电解法制取ClO 2 的新工艺。  ①上图是用石墨作电极，一定条件下电解饱和食盐水制取ClO 2 的示意图。则阳极产生ClO 2 的电极反应式为_____________________________________。 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：______________________________________。 (3)ClO 2 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ClO 2 将CN － 氧化，产物中有两种气体生成，其离子反应方程式为________________；处理100 m 3 这种污水，至少需要ClO 2 ________mol。 |
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(1)①B ②0.1 (2)①Cl － －5e － ＋2H 2 O=ClO 2 ↑＋4H ＋
②0.01 在阴极上发生反应2H ＋ ＋2e － =H 2 ↑，H ＋ 浓度减小，使得H 2 O
OH － ＋H ＋ 的平衡向右移动，OH － 浓度增大，pH增大
(3)2ClO 2 ＋2CN － =N 2 ↑＋2CO 2 ↑＋2Cl －
①电解饱和食盐水制取ClO 2 ，ClO 2 为氧化产物，故应在阳极产生，Cl － 失去5个电子生成ClO 2 ，而ClO 2 中含有氧元素，故还有H 2 O参加反应，再根据质量守恒配平电极反应式即可。②阴极产生标准状况下112 mL H 2 ，转移电子0.01 mol，消耗的n(H ＋ )＝0.01 mol，为保持溶液呈电中性，故有相同物质的量的Na ＋ 通过阳离子交换膜移向阴极。阴极上H 2 O电离出的H ＋ 放电，导致H 2 O的电离平衡向右移动，OH － 浓度增大，溶液pH增大。(3)处理污水时生成的两种气体不能具有污染性，应为CO 2 和N 2 ，再根据得失电子守恒和原子守恒配平即可。由离子反应方程式可知消耗的ClO 2 的物质的量等于污水中CN － 的物质的量，即n(ClO 2 )＝n(CN － )＝
＝
amol。
②0.01 在阴极上发生反应2H ＋ ＋2e － =H 2 ↑，H ＋ 浓度减小，使得H 2 O
OH － ＋H ＋ 的平衡向右移动，OH － 浓度增大，pH增大
(3)2ClO 2 ＋2CN － =N 2 ↑＋2CO 2 ↑＋2Cl －
①电解饱和食盐水制取ClO 2 ，ClO 2 为氧化产物，故应在阳极产生，Cl － 失去5个电子生成ClO 2 ，而ClO 2 中含有氧元素，故还有H 2 O参加反应，再根据质量守恒配平电极反应式即可。②阴极产生标准状况下112 mL H 2 ，转移电子0.01 mol，消耗的n(H ＋ )＝0.01 mol，为保持溶液呈电中性，故有相同物质的量的Na ＋ 通过阳离子交换膜移向阴极。阴极上H 2 O电离出的H ＋ 放电，导致H 2 O的电离平衡向右移动，OH － 浓度增大，溶液pH增大。(3)处理污水时生成的两种气体不能具有污染性，应为CO 2 和N 2 ，再根据得失电子守恒和原子守恒配平即可。由离子反应方程式可知消耗的ClO 2 的物质的量等于污水中CN － 的物质的量，即n(ClO 2 )＝n(CN － )＝
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amol。
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