题目内容
【题目】二氧化氯（ClO2）是一种新型消毒剂，可用氯酸钠（NaClO3）为原料制备。
（1）隔膜电解法制备ClO2的装置示意图如下：
已知：ClO2在酸性溶液中比较稳定，在碱性溶液中不能稳定存在。
①产生O2的电极反应式：________。
②结合反应方程式，简述ClO2的产生过程：_________。
（2）过氧化氢还原法制备ClO2：
研究发现Cl-对上述反应有影响，实验记录如下：
加入NaCl 的浓度/(g·L1) | ClO2的生成速率/(g·L-1·min-1) | 相同时间 | |||
10 min | 30 min | 60 min | ClO2 产率/% | Cl2 的量 | |
0 | 0.0035 | 0.0124 | 0.0159 | 97.12 | 极微量 |
1.00 | 0.0138 | 0.0162 | 0.0163 | 98.79 | 极微量 |
①NaCl的主要作用是_______。
②上述反应可能的过程如下：
反应i：
+ 
+ +
反应ii： Cl2 + H2O2 = 2Cl- + O2↑ + 2H+
将反应i填写完整_________。
③进一步研究发现，未添加Cl-时，体系中首先会发生反应生成Cl-，反应为：ClO3- + 3H2O2 = Cl- + 3O2↑+3H2O（反应iii）。分析反应i、ii、iii的速率大小关系并简要说明理由：_________。
（3）国家规定，饮用水中ClO2的残留量不得高于0.8 mg·L-1，检测步骤如下：
Ⅰ．取1.0L的酸性水样，加入过量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，使ClO2转化为
。加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ．用0.0010 mol/LNa2S2O3溶液滴定步骤I中产生的I2。已知：步骤II中发生反应的离子方程式是
①步骤I中发生的氧化还原反应的离子方程式是________。
②当步骤II中出现________（填现象）时，停止滴加Na2S2O3溶液，记录其体积为10.00 mL。
③上述水样中ClO2的残留浓度是______mg·L-1。
【答案】
阴极反应：
，产生的
在溶液中与
发生反应：
。
一部分逸出，一部分循环反应 催化剂 
反应i较快，反应ii 与反应i 速率相当或更快，反应iii 较慢。因为ClO2产率很高并且Cl2的量极微量，并且不添加Cl- 时起始生成ClO2的速率很慢 
溶液蓝色恰好消失，30 s 内不变为蓝色 0.675
【解析】
(1)①氧元素化合价升高产生O2，氧气在阳极生成；
②根据装置图，在阴极得电子生成
，与溶液中ClO3-反应生成；
（2）①根据表格数据，可知加入NaCl，生成的速率明显增大；
②总反应－反应ii可得反应i；
③根据ClO2产率很高并且Cl2的量极微量，并且不添加Cl- 时起始生成ClO2的速率很慢分析反应i、ii、iii的速率大小；
（3）①步骤I中ClO2与碘离子反应生成和碘单质；
②当碘单质完全反应时，溶液蓝色消失；
③根据、
，可知ClO2与
的关系式，根据关系式计算ClO2残留浓度。
(1)①水中氧元素化合价升高产生O2，氧气在阳极生成，阳极反应式是；
②根据装置图，ClO2的产生过程是：阴极发生反应，产生的在溶液中与发生反应：。一部分逸出，一部分循环反应；
（2）根据表格数据，可知加入NaCl，生成的速率明显增大，所以NaCl的主要作用是作反应的催化剂；
②总反应的离子方程式是
，总反应－反应ii可得
；
③根据ClO2产率很高并且Cl2的量极微量，并且不添加Cl- 时起始生成ClO2的速率很慢，所以反应i较快，反应ii 与反应i 速率相当或更快，反应iii 较慢；
（3）①步骤I中ClO2与碘离子反应生成和碘单质，反应的离子方程式是；
②当碘单质完全反应时，溶液蓝色消失，当步骤II中蓝色恰好消失，30 s 内不变为蓝色时，达到滴定终点，停止滴加Na2S2O3溶液。
③根据、，可知ClO2与的物质的量比是1:1；
设水样中ClO2的物质的量是nmol；
ClO2―――――
1 1
nmol 0.0010 mol/L×0.01L
解得n=1×10 -5mol；
ClO2的残留浓度是1×10 -5mol×67.5g/mol×103÷1L=0.675 mg·L-1。
名校课堂系列答案
【题目】电解质的水溶液中存在电离平衡。
（1）醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为____________。
②下列方法中，可以使醋酸溶液中CH3COOH电离程度增大的是_______（填字母序号）。
a 滴加少量浓盐酸 b 微热溶液
c 加水稀释 d 加入少量醋酸钠晶体
（2）用0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20mL、浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液，得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是___________（填“I”或“Ⅱ”）。
②滴定开始前，0.1 mol·L-1 NaOH、0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1醋酸三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是_______溶液。
③图I中，V=10时，溶液中的c(H+)_________c(OH-) （填“>”、“＝”或“<”，下同），c(Na+)_________c(CH3COO-)。
（3）下表为某同学所测25℃时，甲、乙两种溶液的pH。
甲 | 乙 | |
pH | 11 | 11 |
溶液 | 氨水 | 氢氧化钠溶液 |
①甲溶液中的c(OH-) =___________mol/L。
②25℃时，等体积的甲、乙两溶液与等浓度的盐酸反应，消耗的盐酸体积：甲_____乙。
③甲、乙溶液均加水稀释10倍后，所得溶液的pH：甲_____乙。
（4）煤炭工业中经常会产生大量SO2，为防止污染环境，常采用吸收法进行处理。以下物质可用于吸收SO2的是____________。
A H2O2 B Na2CO3 C Na2SO3 D Ca(OH)2
（5）下表是几种常见弱酸的电离常数
化学式 | CH3COOH | H2SO3 | HClO | H2CO3 |
电离 常数 | 1.8×10-5 | K1=1.23×10-2 K2=6.6×10-8 | 3.0×10-8 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 |
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以下反应对应的离子方程式正确的是___________。
A Na2CO3溶液吸收少量SO2：CO32-+SO2+H2O = SO32-+HCO3-
B 漂白液生效的原理：ClO-+CO2+H2O = HClO+HCO3-
C 次氯酸钠溶液吸收少量SO2：ClO-+SO2+H2O = HClO+SO32-
D 醋酸除水垢中的CaCO3：2CH3COOH+CaCO3 = Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑