Question

3．二氧化氯（ClO₂）正逐步代替Cl₂成為公認(rèn)的高效、廣譜、安全的水處理劑．當(dāng)自來水廠用ClO₂處理后水中含ClO₂在0.1～0.8mg•L^-1之間時，即達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)．
（1）ClO₂在水處理過程中的主要作用是殺菌消毒，表現(xiàn)出的性質(zhì)是氧化性（填“氧化性”或“還原性”）．
（2）制取ClO₂的傳統(tǒng)方怯是利用KClO₃與SO₂反應(yīng)，反應(yīng)中SO₂作還原劑，這說明氧化性是KClO₃＞ClO₂（填“＞”或“＜”）每生成1molClO₂，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1mol．
（3）制取ClO₂的新方法是利用陽離子交換膜在特定條件下電解飽和食鹽水．圖中電極室被陽離子交換膜分為左、右兩室．右室為陰極（填“陽極”或“陰極”），電解過程中右室溶液的pH逐漸增大（填“增大”或“減小”）原因是陰極電極反應(yīng)式：2H⁺+2e^-=H₂↑，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（寫出電極反應(yīng)是，并結(jié)合水的電離平衡加以文字說明）．C處收集的氣體是ClO₂（填化學(xué)式，下同）A處得到的溶液中，溶質(zhì)除NaCl外主要為HCl．
（4）碘量法可檢測自來水中ClO₂的濃度．取10.00mL水樣，加入稍過量的碘化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)2ClO₂+2I^-═2ClO₂+I₂；然后用淀粉溶液作指示劑，滴加1.0×10^-8mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化時停止滴加（已知2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₈^2-+2I^-）

Answer 1

分析 （1）依據(jù)二氧化氯具有強(qiáng)的氧化性，能夠殺菌消毒的性質(zhì)解答；
（2）反應(yīng)中氯酸鉀中的氯從+5價降為二氧化氯中+4價，降3價，二氧化硫中+4價硫化合價升高為+6價，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目；
（3）電解質(zhì)中陽離子移向陰極；陰極上水中的氫離子失去電子生成氫氣，依據(jù)水的電離平衡移動影響因素判斷，溶液pH變化；陽極氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化氯，同時生成氫離子，據(jù)此解答；
（4）碘遇淀粉變藍(lán)色，故選擇淀粉作指示劑，當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達(dá)終點；

解答 解；（1）二氧化氯具有強(qiáng)的氧化性，能夠殺菌消毒，在水處理過程中的主要作用：殺菌消毒，表現(xiàn)氧化性；
故答案為：殺菌消毒；氧化性；
（2）反應(yīng)中氯酸鉀中的氯從+5價降為二氧化氯中+4價，降3價，二氧化硫中+4價硫化合價升高為+6價，所以二氧化硫在反應(yīng)中做還原劑，對應(yīng)硫酸根為氧化產(chǎn)物，氯酸鉀做氧化劑，氧化還原反應(yīng)中氧化劑氧化性大于還原產(chǎn)物氧化性，可知：KClO₃＞ClO₂；生成1mol二氧化氯，則須1mol氯從+5價降為+4價，得到1mol電子；
故答案為：還原；＞；1mol；
（3）由題意可知：電解過程中，陽離子鈉離子移向右室，所以右室為陰極；電解過程中，陰極氫離子失去電子生成氫氣，電極反應(yīng)使：2H⁺+2e^-=H₂↑，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；左室為陽極，氯離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化率，電極反應(yīng)式：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺，左室產(chǎn)生二氧化氯氣體，同時生成氯化氫，氯化氫水溶液為鹽酸，所以從C處出來的為二氧化氯，從A處得到的溶液中，溶質(zhì)除NaCl外主要為氯化氫；
故答案為：陰極；增大；陰極電極反應(yīng)式：2H⁺+2e^-=H₂↑，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；ClO₂；HCl；
（4）碘遇淀粉變藍(lán)色，故選擇淀粉作指示劑，判定達(dá)到滴定終點的現(xiàn)象是當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化；
故答案為：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化；

點評 本題為綜合題，考查了氯及其化合物性質(zhì)，涉及氧化還原反應(yīng)分析、轉(zhuǎn)移電子數(shù)計算、電解池電極反應(yīng)式書寫、氧化還原滴定原理，明確氧化還原反應(yīng)規(guī)律及電解池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．