Question

二氧化氯（ClO₂）是一種可作消毒劑的黃綠色氣體．請回答下列問題：
（1）已知2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═K₂SO₄+2ClO₂↑+2H₂O+2CO₂↑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是

 

，用二氧化硫還原氯酸鉀也可制得二氧化氯，化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

；
（2）如圖是電解飽和食鹽水制ClO₂的示意圖，電解方程式為：2NaCl+6H₂O

電解  .

2NaOH+5H₂↑+2ClO₂↑，向電解池兩側(cè)分別加入200mLNaCl飽和溶液和0.01mol/L的NaOH溶液，通電時A處產(chǎn)生的氣體是

 

（填化學(xué)式），陰極的電極反應(yīng)式是

 

，陰極產(chǎn)生224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時停止電解，此時陰極區(qū)NaOH溶液的濃度是

 

mol/L（電解時溶液體積變化忽略不計）；
（3）室溫時將10mL氯化鈣溶液與10mL電解后的陰極區(qū)溶液混合有沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式是

 

，原氯化鈣溶液的濃度至少是

 

mol/L
（室溫時K_SP（Ca（OH）₂）=4.5×10^-6；溶液混合時體積變化忽略不計）．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,氧化還原反應(yīng),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式中元素化合價的變化分析，元素化合價升高的物質(zhì)做還原劑，元素化合價降低的物質(zhì)做氧化劑，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平寫出；
（2）由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，示意圖分析可知A處氣體是在陽極上生成，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子，根據(jù)n=

V

Vm

計算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算氫氧根離子的物質(zhì)的量得到溶液濃度；
（3）氯化鈣溶液，和電解得到的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鈣沉淀，據(jù)此寫出離子方程式；根據(jù)溶度積常數(shù)計算所需鈣離子濃度．

解答： 解：（1）2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄═K₂SO₄+2ClO₂↑+2H₂O+2CO₂↑，元素化合價升高的物質(zhì)H₂C₂O₄做還原劑，元素化合價降低的物質(zhì)KClO₃做氧化劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2：1；用二氧化硫還原氯酸鉀也可制得二氧化氯，依據(jù)原子守恒寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO₃+SO₂=K₂SO₄+2ClO₂↑；
故答案為：2：1；2KClO₃+SO₂=K₂SO₄+2ClO₂↑；
（2）由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，示意圖分析可知A處氣體是在陽極上生成為ClO₂，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子，陰極產(chǎn)生224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時停止電解，此時陰極區(qū)NaOH溶液的濃度是，計算氫氣的物質(zhì)的量n=

V

Vm

=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，放電的氫離子物質(zhì)的量為0.02mol，2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算氫氧根離子的物質(zhì)的量，溶液中增多氫氧根離子物質(zhì)的量為0.02mol，得到溶液濃度=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L；
故答案為：ClO₂；2H⁺+2e^-=H₂↑；0.1；
（3）室溫時將10mL氯化鈣溶液與10mL電解后的陰極區(qū)溶液混合有沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式是Ca²⁺+2OH^-=Ca（OH）₂↓，依據(jù)室溫時K_SP（Ca（OH）₂）=c（Ca²⁺）×c²（OH^-）=4.5×10^-6；等體積混合c（OH^-）=0.05mol/L，得到c（Ca²⁺）×c²（OH^-）=4.5×10^-6，c（Ca²⁺）=

4.5×10-6

0.052

=1.8×10^-3mol/L，則原溶液中 鈣離子濃度為3.6×10^-3mol/L，
故答案為：Ca²⁺+2OH^-=Ca（OH）₂↓；3.6×10^-3mol/L．

點(diǎn)評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的概念分析和電子轉(zhuǎn)移計算應(yīng)用，電解原理分析是解題關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．