二氧化*（ClO2）是一种新型消毒剂，可用***（NaClO3）为原料制备。（1）隔膜电解法制备ClO2的装置...

问题详情：

二氧化*（ClO2）是一种新型消毒剂，可用***（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**溶液中比较稳定，在碱*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*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：

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**水样，加入过量的*化钾，再用*氧化*溶液调至中*，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。

【回答】

    (1).     (2). *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    (3). 催化剂    (4).     (5). 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    (6).     (7). 溶液蓝*恰好消失，30 s 内不变为蓝*    (8). 0.675

【解析】

【分析】

(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*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*离子反应生成和*单质；

②当*单质完全反应时，溶液蓝*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。

【详解】(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：*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*离子反应生成和*单质，反应的离子方程式是；

②当*单质完全反应时，溶液蓝*消失，当步骤II中蓝*恰好消失，30 s 内不变为蓝*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。

知识点：电离平衡 水解平衡

题型：填空题