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．请回答下列问题：

（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0.1mol ClO₂，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上述生产示意图用石墨做电极，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电解一段时间后，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解．则通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为            mol；

③用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因                        ．

Answer

（1）①B；②0.1；

（2）①Cl﹣﹣5e﹣+2H2O=ClO2↑+4H+；②0.01；

③在阴极发生2H++2e﹣=H2↑，H+浓度减小，使得H2O⇌OH﹣+H+的平衡向右移动，OH﹣浓度增大，pH增大．

【解析】（1）①HCl中的氯元素在产物存在于Cl2，氯元素的化合价升高，氯元素被氧化，HCl起还原剂注意，同时存在NaCl中氯元素的化合价未变化，故HCl还起酸的作用，故答案为：B；

②ClO2是还原产物，氯元素的化合价由+5价降低为+4价，转移电子物质的量为0.1mol×（5﹣4）=0.1mol

（2）①由题意可知，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可知，有水参加反应，同时生成氢离子，电极反应式为：Cl﹣﹣5e﹣+2H2O=ClO2↑+4H+

②在阴极发生2H++2e﹣=H2↑，氢气的物质的量为=0.005mol，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，故交换膜的阳离子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol，故答案为：0.01；

③电解中阴极H+浓度减小，使得H2O⇌OH﹣+H+的平衡向右移动，溶液的pH增大．