Question

5．已知：①ClO₂氣體只能保持在濃度較低狀態(tài)下以防止爆炸性分解，且需現(xiàn)合成現(xiàn)用．②ClO₂氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在．
（1）ClO₂被S^2-還原為ClO₂^-、Cl^-轉(zhuǎn)化率與pH關(guān)系如圖．pH≤2時ClO₂與S^2-反應(yīng)的離子方程式：2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O 
（2）ClO₂對污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明顯的去除效果．某工廠污水中含CN^-amg/L，現(xiàn)用ClO₂將CN^-氧化，生成了兩種無毒無害的氣體，其離子反應(yīng)方程式為2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-處理100m³這種污水，至少需要ClO₂$\frac{50a}{13}$ mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象可知，pH≤2時ClO₂被還原為Cl^-，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律結(jié)合電子守恒來書寫方程式；
（2）ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，應(yīng)生成氮氣與二氧化碳，同時生成氯離子；根據(jù)方程式計算需要ClO₂的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）根據(jù)圖象可知，pH≤2時ClO₂被還原為Cl^-，所以該反應(yīng)的離子方程式是2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O；
故答案為：2ClO₂+5S^2-+8H⁺=2Cl^-+5S↓+4H₂O；
（2）ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，應(yīng)生成氮氣與二氧化碳，同時生成氯離子，反應(yīng)離子方程式為：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-，
100m³廢水中CN^-質(zhì)量=100m³×ag/m³=100ag，CN^-的物質(zhì)的量為$\frac{100ag}{26g/mol}$=$\frac{50a}{13}$mol，由方程式可知，至少需要ClO₂的物質(zhì)的量=$\frac{50a}{13}$mol，
故答案為：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-；$\frac{50a}{13}$mol．

點評 本題考察學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識的運(yùn)用、有關(guān)實驗操作和簡單實驗設(shè)計能力考察以及在新情境下綜合運(yùn)用知識解決問題的能力，題目有一定的難度．