题目内容
【题目】二氧化氯（ClO2）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，目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺．
（1）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ClO2。写出阳极产生ClO2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。
（2）ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果．某工厂污水中含CN-amg/L，现用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为；处理100m3这种污水，至少需要ClO2mol．
（3）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2－。电池工作时正极反应式为。
【答案】
（1）Cl- - 5e- + 2H2O = ClO2↑+ 4H+；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
（2）2ClO2+2CN- = N2↑+ 2CO2↑+2Cl；- 
（或3.85a）
（3）O2+4e-=2O2-
【解析】(1)①阳极发生氧化反应，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，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子，阳极电极反应式为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；
②在阴极发生2H++2e-=H2↑，氢气的物质的量为 
=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；
(2)ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子，反应离子方程式为：2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl- ， 100m3废水中CN-质量=100m3×ag/m3=100ag，CN-的物质的量为 
= mol，由方程式可知，至少需要ClO2的物质的量= mol；
(3)燃料电池，电池的一个电极通 入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了 Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2-离子，根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极O2-：O2+4e-=2O2-；
故答案为：（1）①Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；②0.01；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；（2）2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-；；（3）O2+4e-=2O2-
（1）①阳极产生的ClO2主要由溶液中的Cl-失去电子后产生的，结合电荷守恒、原子守恒书写电极反应式；
②阴极发生反应生2H++2e-=H2↑，产生氢气，根据氢气的量计算转移的阳离子；结合化合平衡移动分析；
（2）用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，说明产生的气体为CO2、N2 ， 据此写出反应的离子方程式；根据方程式计算需要ClO2的物质的量；
（3）固体氧化物电解质，用于传导氧离子，则正极应由氧气得电子变成氧离子；
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【题目】描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示，下表是常温下几种弱电解质的电离平衡常数：
酸或碱 | 电离常数(Ka或Kb) | 难（微）溶物 | 溶度积常数（Ksp） |
CH3COOH | 1．8×10－5 | BaSO4 | 1×10-10 |
HNO2 | 4．6×10－4 | BaCO3 | 2.6×10-9 |
HCN | 5×10－10 | CaSO4 | 7×10-5 |
HClO | 3×10－8 | CaCO3 | 5×10-9 |
NH3·H2O | 1．8×10－5 |
请回答下面问题：
（1）上述四种酸中，酸性最弱的是 (用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大，而电离常数不变的操作是(填序号)。
A．升高温度 B．加水稀释
C．加少量的CH3COONa固体 D．加少量冰醋酸
（2）CH3COONH4的水溶液呈 (选填“酸性”“中性”或“碱性”)，理由是 ， 溶液中各离子浓度大小的关系是。
（3）物质的量1∶1的NaCN和HCN的混合溶液，其pH＞7，该溶液中离子的浓度从大到小排列为。
（4）工业中常将BaSO4转化为BaCO3后，再将其制成各种可溶性的钡盐（如：BaCl2）。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末，并不断补充纯碱，最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液，在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌，为使SO42-物质的量浓度达到0.01mol·L-1以上，则溶液中CO32-物质的量浓度应 ≥mol·L-1。
【题目】已知：I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
相关物质的溶度积常数见下表：
物质 | Cu(OH)2蓝色 | Fe(OH)3红褐 | CuCl白色 | CuI白色 |
Ksp | 2.2×10-20 | 2.6×10-39 | 1.02×10-6 | 1.3×10-12 |
（1）某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3 ， 为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，加入 ， 调至pH=4，使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3+)=。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。
（2）在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2 ， 原因是(用化学方程式表示)。由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是。
（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。
可选用作滴定指示剂，滴定终点的现象是。
CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为。