二氧化氯(ClO2)是一種重要的氧化劑,可用于某些污染物的處理。
(1)ClO2可由圖1所示裝置制備(電極不反應(yīng))。
①電解時(shí)陽(yáng)極附近溶液的pH 減小減小(填“減小”“增大”或“不變”)。
②陰極上產(chǎn)生ClO2的機(jī)理如圖2所示(A、B均為含氯微粒,其他微粒未標(biāo)出),則B的化學(xué)式為 ClO3-ClO3-。
(2)ClO2可用于水體中Mn2+的去除??刂破渌麠l件不變,在水體pH分別為7.1、7.6、8.3時(shí),測(cè)得Mn2+濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖3所示。
①pH=8.3時(shí)水體中Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2,ClO2轉(zhuǎn)化為ClO2-,該反應(yīng)的離子方程式為 2ClO2+Mn2++4OH-=MnO2↓+2ClO2-+2H2O2ClO2+Mn2++4OH-=MnO2↓+2ClO2-+2H2O。
②反應(yīng)相同時(shí)間,水體中Mn2+濃度隨pH增大而降低的原因是 pH增大,溶液中OH-濃度增大,導(dǎo)致ClO2氧化Mn2+的速率加快pH增大,溶液中OH-濃度增大,導(dǎo)致ClO2氧化Mn2+的速率加快。
(3)ClO2可對(duì)煙氣中NOx、SO2進(jìn)行協(xié)同脫除,涉及的部分反應(yīng)如下:
Ⅰ.ClO2+NO═NO2+ClOⅡ.ClO+NO═Cl+NO2
Ⅲ.ClO2+SO2═ClO+SO3Ⅳ.ClO+SO2═Cl+SO3
保持其他條件不變,分別在不添加NO、添加NO兩種情況下,控制模擬煙氣中n(ClO2)n(SO2)不同且反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得SO2氧化率隨n(ClO2)n(SO2)變化如圖4所示。添加NO時(shí),SO2氧化率比不添加NO時(shí)高,其原因可能是 添加NO后,ClO2通過(guò)反應(yīng)Ⅰ快速生成ClO,ClO通過(guò)反應(yīng)Ⅳ又快速將SO2氧化為SO3添加NO后,ClO2通過(guò)反應(yīng)Ⅰ快速生成ClO,ClO通過(guò)反應(yīng)Ⅳ又快速將SO2氧化為SO3。
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【考點(diǎn)】氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響.
【答案】減小;ClO3-;2ClO2+Mn2++4OH-=MnO2↓+2ClO2-+2H2O;pH增大,溶液中OH-濃度增大,導(dǎo)致ClO2氧化Mn2+的速率加快;添加NO后,ClO2通過(guò)反應(yīng)Ⅰ快速生成ClO,ClO通過(guò)反應(yīng)Ⅳ又快速將SO2氧化為SO3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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