Question

二氧化氯（C1O₂）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．
（1）工业上制备C1O₂的反应原理常采用：2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+C1₂↑+2H₂O+2NaC1．若反应中产生0.1mo1C1O₂，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C1O₂的新工艺．
①如图示意用石墨做电极，在一定条件下 电解饱和食盐水制取C1O₂．写出阳极产生C1O₂的电极反应式：

 

．
②电解一段时间．当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为

 

mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,氧化还原反应的计算

专题：

分析：（1）ClO₂是还原产物，氯元素的化合价由+5价降低为+4价，转移电子物质的量等于ClO₂的物质的量；
（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；
②在阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，根据n=

V

Vm

计算氢气的物质的量，根据电子转移守恒计算阳离子的物质的量，电解中H⁺浓度减小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移动；

解答： 解：（1）ClO₂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，
故答案为：0.1；
（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⁺，
故答案为：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺；
②在阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑，氢气的物质的量为

0.112L

22.4L/mol

=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，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，
故答案为：0.01；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；

点评：本题考查较为综合，考查了电化学中的电解原理和化学计算等等问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型，难度中等，注意相关知识的把握．是对学生综合能力的考查，需要学生具有扎实的基础与分析解决问题的能力．