Question

二氧化氯（C1O₂）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(yè)上制備C1O₂的反應(yīng)原理常采用：2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+C1₂↑+2H₂O+2NaC1．若反應(yīng)中產(chǎn)生0.1mo1C1O₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol．
（2）目前已開發(fā)出用電解法制取C1O₂的新工藝．
①如圖示意用石墨做電極，在一定條件下 電解飽和食鹽水制取C1O₂．寫出陽極產(chǎn)生C1O₂的電極反應(yīng)式：

 

．
②電解一段時間．當陰極產(chǎn)生的氣體體積為112mL（標準狀況）時，停止電解．通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為

 

mol；用平衡移動原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,氧化還原反應(yīng)的計算

專題：

分析：（1）ClO₂是還原產(chǎn)物，氯元素的化合價由+5價降低為+4價，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量等于ClO₂的物質(zhì)的量；
（2）①由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，同時生成氫離子；
②在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子，根據(jù)n=

V

Vm

計算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算陽離子的物質(zhì)的量，電解中H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動；

解答： 解：（1）ClO₂是還原產(chǎn)物，氯元素的化合價由+5價降低為+4價，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.1mol×（5-4）=0.1mol，
故答案為：0.1；
（2）①由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，同時生成氫離子，電極反應(yīng)式為：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺，
故答案為：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺；
②在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，氫氣的物質(zhì)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，故交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為0.005mol×2=0.01mol，電解中陰極H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動，溶液的pH增大，
故答案為：0.01；在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動，OH^-濃度增大，pH增大；

點評：本題考查較為綜合，考查了電化學(xué)中的電解原理和化學(xué)計算等等問題，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意相關(guān)知識的把握．是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)與分析解決問題的能力．