Question

3．氯及其化合物在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛．
（1）寫出實驗室制取氯氣的離子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+C1₂↑．
（2）新制飽和氯水中部分含氯成分所占分?jǐn)?shù)（a）隨pH變化的關(guān)系如圖所示．
①則曲線a所代表的是HClO（填化學(xué)式，下同），未在圖中繪出的是Cl^-，殺菌效果與pH的關(guān)系是開始隨pH增加，消毒能力增大，一定范圍內(nèi)處于最佳狀態(tài)，后期隨pH增大又減弱．
②已知：次氯酸或氯水可被FeCl₂、H₂O₂、Na₂SO₃等物質(zhì)還原成Cl^-．一種測定氯水中氯元素總量的實驗步驟如下：
步驟1：取一定量的試樣，加入足量的H₂O₂溶液，充分反應(yīng)．
步驟2：加熱．
步驟3：再冷卻，加入足量的硝酸銀溶液．
步驟4：過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀質(zhì)量．
步驟5：將實驗步驟1～4重復(fù)2次．
（3）已知在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，該反應(yīng)的離子方程式為5ClO₂^-+4H⁺=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，ClO₂比Cl₂的殺菌效果更好，則等物質(zhì)的量的ClO₂殺菌效果是Cl₂的2.5倍．

Answer 1

分析 （1）實驗室用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣，反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水；
（2）①新制氯水存在平衡：Cl₂（aq）+H₂OHClO+H⁺+Cl^-，根據(jù)利用Cl元素的微粒判斷，由圖可知，開始隨pH增加，消毒能力增大，一定范圍內(nèi)處于最佳狀態(tài)，后期隨pH增大又減弱；
②氯水中氯氣、HClO、氯離子、次氯酸根離子都含有氯離子，將氧化性微粒物質(zhì)還原成Cl^-，再利用生成AgCl沉淀的質(zhì)量測定氯水中氯元素總量，選擇H₂O₂為還原劑；
（3）酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，由元素守恒可知有水生成，配平書寫離子方程式，提供電子越多，氧化效果越好，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子計算ClO₂殺菌效果是Cl₂的倍數(shù)．

解答 解：（1）實驗室用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣，反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，反應(yīng)離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+C1₂↑，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+C1₂↑；
（2）①新制氯水存在平衡：Cl₂（aq）+H₂OHClO+H⁺+Cl^-，則曲線a所代表的是HClO，未在圖中繪出的是Cl^-，由圖可知，開始隨pH增加，消毒能力增大，一定范圍內(nèi)處于最佳狀態(tài)，后期隨pH增大又減弱，
故答案為：HClO；Cl^-；開始隨pH增加，消毒能力增大，一定范圍內(nèi)處于最佳狀態(tài)，后期隨pH增大又減弱；
②氯水中氯氣、HClO、氯離子、次氯酸根離子都含有氯離子，將氧化性微粒物質(zhì)還原成Cl^-，再利用生成AgCl沉淀的質(zhì)量測定氯水中氯元素總量，測定氯水中氯元素總量的實驗步驟如下：
步驟1：取一定量的試樣，加入足量的H₂O₂溶液，充分反應(yīng)．
步驟2：加熱．
步驟3：再冷卻，加入足量的硝酸銀溶液．
步驟4：過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀質(zhì)量．
步驟5：將實驗步驟1～4重復(fù)2次．
故答案為：H₂O₂；硝酸銀；
（3）酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，由元素守恒可知有水生成，離子方程式為：5ClO₂^-+4H⁺=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，提供電子越多，氧化效果越好，等物質(zhì)的量的ClO₂殺菌效果是Cl₂的$\frac{5}{2}$=2.5倍，
故答案為：5ClO₂^-+4H⁺=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；2.5．

點評 本題考查實驗方案設(shè)計、氧化還原反應(yīng)、氯水的性質(zhì)等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．