二氧化氯（ClO₂）是一種新型消毒劑，可用氯酸鈉（NaClO₃）制備。
（1）隔膜電解法制備ClO₂的裝置如圖所示。
已知：ClO₂在酸性溶液中比較穩(wěn)定，在堿性溶液中不能穩(wěn)定存在。
①產生O₂的電極反應式：

2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺

2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺

。
②結合反應方程式，簡述ClO₂的產生過程：

陰極反應為ClO₂+e^-=

C

l

O

-

2

，產生的

C

l

O

-

2

在溶液中與

C

l

O

-

3

發(fā)生反應：

C

l

O

-

3

+

C

l

O

-

2

+2H⁺=2ClO₂+H₂O，ClO₂一部分逸出，一部分循環(huán)反應

陰極反應為ClO₂+e^-=

C

l

O

-

2

，產生的

C

l

O

-

2

在溶液中與

C

l

O

-

3

發(fā)生反應：

C

l

O

-

3

+

C

l

O

-

2

+2H⁺=2ClO₂+H₂O，ClO₂一部分逸出，一部分循環(huán)反應

。
（2）過氧化氫還原法制備ClO₂：H₂O₂+2NaClO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2ClO₂↑+O₂↑+2H₂O。研究發(fā)現(xiàn)Cl^-對上等反應有影響，實驗記錄如表所示：

加入NaCl的質量濃度（g?L-1）	ClO2的生成速率/（g?L-1?min-1）			相同時間
	10min	30min	60min	ClO2產量/%	Cl2的量
0	0.0035	0.0124	0.0159	97.12	極微量
1.00	0.0138	0.0162	0.0163	98.79	極微量

①NaCl的主要作用是

催化劑

催化劑

。
②上述反應可能的過程如下：
反應i：2

C

l

O

-

3

+

2Cl^-

2Cl^-

+

4H⁺

4H⁺

=2ClO₂↑+

Cl₂↑

Cl₂↑

+

2H₂O

2H₂O

。
反應ii：Cl₂+H₂O₂=2Cl^-+O₂↑+2H⁺，將反應i填寫完整。
③進一步研究發(fā)現(xiàn)，未添加Cl^-時，體系中會首先發(fā)生反應生成Cl^-：

C

l

O

-

3

+3H₂O₂═Cl^-+3O₂↑+3H₂O（反應iii）。分析反應i、ii、iii的速率大小關系并簡要說明理由

反應i較快，反應ii與反應i速率相當或更快，反應iii較慢；因為ClO₂產率很高并且Cl₂的量極微量，并且不添加Cl^-時起始生成ClO₂的速率很慢

反應i較快，反應ii與反應i速率相當或更快，反應iii較慢；因為ClO₂產率很高并且Cl₂的量極微量，并且不添加Cl^-時起始生成ClO₂的速率很慢

。
（3）國家規(guī)定，飲用水中ClO₂的殘留量不得高于0.8mg?L^-1。檢測某水樣中ClO₂的質量濃度的步驟如下：
Ⅰ.取1.0L的酸性水樣，加入過量的碘化鉀，再用氫氧化鈉溶液調至中性，使ClO₂轉化為

C

l

O

-

2

。加入淀粉溶液，溶液變藍。
Ⅱ.用0.0010mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定步驟Ⅰ中產生的I₂。
已知：步驟Ⅱ中發(fā)生反應的離子方程式是2S₂

O

2

-

3

+I₂═S₄

O

2

-

6

+2I^-。
①步驟Ⅰ中發(fā)生的氧化還原反應的離子方程式是

2ClO₂+2I^-=2

C

l

O

-

2

+I₂

2ClO₂+2I^-=2

C

l

O

-

2

+I₂

。
②當步驟Ⅱ中出現(xiàn)

當滴加最后一滴Na₂S₂O₃溶液，溶液藍色恰好消失，30s內不變?yōu)樗{色

當滴加最后一滴Na₂S₂O₃溶液，溶液藍色恰好消失，30s內不變?yōu)樗{色

（填現(xiàn)象）時，停止滴加Na₂S₂O₃溶液，記錄其體積為10.00mL。
③上述水樣中ClO₂的質量濃度是

0.675

0.675

mg?L^-1。