解题思路:(1)①2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl中,生成NaCl与酸性有关,生成氯气与HCl的还原性有关;
②NaClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价;
(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;
(3)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;根据方程式计算需要ClO2的物质的量.
(1)①HCl中的氯元素在产物存在于Cl2,氯元素的化合价升高,氯元素被氧化,HCl起还原剂作用,同时存在NaCl中氯元素的化合价未变化,故HCl还起酸的作用,故答案为:B;
②ClO2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;
(3)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[100ag/26g/mol]=[50a/13]mol,由方程式可知,至少需要ClO2的物质的量=[50a/13]mol,
故答案为:2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-;[50a/13].
点评:
本题考点: 制备实验方案的设计;氯、溴、碘及其化合物的综合应用.
考点点评: 本题考查制备实验方案的设计,为高频考点,设计氧化还原反应、常用化学用语、电解原理、化学计算等,题目难度中等,电解反应是难点、易错点,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.