题目内容
【题目】二氧化氯(ClO2))是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。某课题组以惰性电极电解盐酸和NH4Cl的混合溶液获得NCl3溶液，再以NCl3溶液和NaClO2反应制得ClO2。回答下列问题：
（1）ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系如图所示：
①pH≤2时，ClO2与I-反应生成I2的离子方程式为_________________。
②在用ClO2进行水处理时，除了杀菌消毒外，还能除去水中的Fe2+和Mn2+，ClO2氧化Mn2+生成MnO2的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
（2）NCl3的水解产物有NHCl2、NH2Cl等。
①NCl3的电子式为________，其中氯元素的化合价是________；NH2Cl仍可缓慢发生水解，其化学方程式为_________________。
②NCl3在NaOH溶液中水解生成N2，NaClO和NaCl，其化学方程式为______________。
③NCl3与NaClO2按物质的量之比1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2和氨，该反应的离子方程式为___________________。
（3）有下列两种方法制备ClO2：
方法一：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二：2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水消毒，其主要原因是_______________。
（4）电解获得NCl3溶液的化学方程式为__________________。
【答案】2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O 2：1 
+1 NH2Cl+2H2O 
NH3·H2O+HClO 2NCl3+6NaOH=N2↑+3NaCl+3NaClO+3H3O NCl3+6ClO-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH- 制备的ClO2中不含Cl2，不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物 NH4Cl+2HCl 
3H2↑+NCl3
【解析】
（1）①由图可知，pH≤2时，ClO2与I－反应生成I2、Cl-和H2O；
②由图可知，中性溶液中ClO2与Mn2+反应生成MnO2和ClO2-；NH2Cl在溶液中缓慢发生水解生成一水合氨和次氯酸；
（2）①由NCl3的水解产物有NHCl2、NH2Cl可知，分子中氮元素呈-3价，氯元素呈+1价；
②NCl3在NaOH溶液中水解生成N2，NaClO和NaCl，反应中氮元素被氧化，氯元素部分被还原；
③由NCl3与NaClO2按物质的量之比1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2和氨可知，反应中+3价氯元素失电子被氧化生成ClO2，+1价氯元素得电子被还原生成Cl-；
（4）由题给信息可知Cl2在水处理过程中会产生对人体有潜在危害的有机氯代物，用方法二制备的ClO2中不含Cl2；
（5）以惰性电极电解盐酸和NH4Cl的混合溶液获得NCl3溶液时，氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成NCl3，氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氢气。
（1）①由图可知，pH≤2时，ClO2与I-反应生成I2、Cl-和H2O，反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O，故答案为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O；
②由图可知，中性溶液中ClO2与Mn2+反应生成MnO2和ClO2-，由得失电子数目守恒可知，ClO2氧化Mn2+生成MnO2的反应中有如下关系n(ClO2)=2n(Mn2+)，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1，故答案为2:1；
（2）①NCl3为共价化合物，由NCl3的水解产物有NHCl2、NH2Cl可知，分子中氮元素呈—3价，氯元素呈+1价，电子式为
；NH2Cl在溶液中缓慢发生水解生成一水合氨和次氯酸，水解反应的化学方程式为NH2Cl+2H2O 
NH3·H2O+HClO，故答案为；+1；NH2Cl+2H2O NH3·H2O+HClO；
②NCl3在NaOH溶液中水解生成N2，NaClO和NaCl，反应中氮元素被氧化，氯元素部分被还原，反应的化学方程式为2NCl3+6NaOH=N2↑+3NaCl+3NaClO+3H3O，故答案为2NCl3+6NaOH=N2↑+3NaCl+3NaClO+3H3O；
③由NCl3与NaClO2按物质的量之比1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2和氨可知，反应中+3价氯元素失电子被氧化生成ClO2，+1价氯元素得电子被还原生成Cl-，反应的离子方程式为NCl3+6ClO2-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-，故答案为NCl3+6ClO-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-；
（4）由题给信息可知Cl2在水处理过程中会产生对人体有潜在危害的有机氯代物，用方法二制备的ClO2中不含Cl2，不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物，故选择方法二，故答案为制备的ClO2中不含Cl2，不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物；
（5）以惰性电极电解盐酸和NH4Cl的混合溶液获得NCl3溶液时，氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成NCl3，氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氢气，电解反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl 
3H2↑+NCl3，故答案为NH4Cl+2HCl 3H2↑+NCl3。
【题目】请按要求回答下列问题：
（1）纯水在100℃时pH＝6，该温度下1mol·L-1的NaOH溶液中，由水电离出的c(OH－)=__mol·L-1。
（2）25℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解的离子方程式为__，由水电离出的c(OH－)＝___mol·L－1。
（3）体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则HX的电离常数___(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离常数。理由是___。
（4）电离常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：
化学式 | 电离常数(25℃) |
HCN | K＝4.9×10－10 |
CH3COOH | K＝1.8×10－5 |
H2CO3 | K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11 |
①25℃时，有等pH的a.NaCN溶液、b.Na2CO3溶液和c.CH3COONa溶液，三溶液的浓度由大到小的顺序为___。(用a、b、c表示)
②向NaCN溶液中通入少量的CO2，发生反应的化学方程式为___。
③25℃时，等浓度的HCN和NaCN混合溶液显___性。（酸、碱、中）
（5）室温时，向100mL0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液，得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示：
试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是__；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是__。
