Question

7．Cl₂及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途．

（1）25℃時(shí)將氯氣溶于水形成氯氣-氯水體系，該體系中Cl₂（aq）、HClO和ClO^-分別在三者中所占分?jǐn)?shù)（α）隨pH變化的關(guān)系如圖1所示．
①已知HClO的殺菌能力比Cl₂（aq）和ClO^-強(qiáng)，由圖1分析，用氯氣處理飲用水時(shí)殺菌效果強(qiáng)的是B（選填A(yù)、B或者C）；
A．pH=7.5          B．pH=6          C．pH=0
②氯氣-氯水體系中，存在多個(gè)含氯元素的平衡關(guān)系，除Cl₂（g）?Cl₂（aq）外，還有的平衡方程式表示為Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-、HClO?H⁺+ClO^-．（寫(xiě)出一個(gè)即可）
（2）①ClO₂是一種新的消毒劑，工業(yè)上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl₂+2NaClO₂=2NaCl+2ClO₂；
②工業(yè)上還可用下列方法制備ClO₂，在80℃時(shí)電解氯化鈉溶液得到NaClO₃，然后與鹽酸反應(yīng)得到ClO₂．電解氯化鈉溶液時(shí)，生成ClO₃^-的電極反應(yīng)式為Cl^--6e^-+3 H₂O=6H⁺+ClO₃^-．
（3）一定條件下，在水溶液中 1mol Cl^-、1mol ClO_x^-（x=1，2，3，4）的能量大小與化合價(jià)的關(guān)系如圖2所示．
①?gòu)哪芰拷嵌瓤矗珻、D、E中最不穩(wěn)定的離子是ClO₂^-（填離子符號(hào)）；
②B→A+D反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3ClO^-（aq）=ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol（用離子符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （1）①HClO的殺菌能力比ClO^-強(qiáng)，所以HClO的濃度越大，其殺菌效果越好；
②依據(jù)圖象分析可知，含氯的物質(zhì)存在平衡的狀態(tài)為氯氣和水反應(yīng)，次氯酸電離平衡，液態(tài)氯氣和氣態(tài)氯氣的平衡等；
（2）①ClO₂是一種新的消毒劑，工業(yè)上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，結(jié)合原則守恒和電子守恒寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程；
②工業(yè)上還可用下列方法制備ClO₂，在80℃時(shí)電解氯化鈉溶液得到NaClO₃，氯離子失電子在陽(yáng)極生成氯酸根離子；
（3）①能量越高越活潑分析；
②B→A+C，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應(yīng)熱=（62kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-116kJ/mol．

解答 解：（1）①起殺菌作用的是HClO，由圖象可知，pH=6.5時(shí)c（HClO）比pH=7.5時(shí)要大，HClO濃度越大，殺菌效果好，所以pH=7.5時(shí)殺菌效果比pH=6.5時(shí)差，故B正確，
故答案為：B；
②含氯的物質(zhì)存在平衡的狀態(tài)為氯氣和水反應(yīng)，次氯酸電離平衡，液態(tài)氯氣和氣態(tài)氯氣的平衡等，氯氣-氯水體系中，存在多個(gè)含氯元素的平衡關(guān)系，分別用平衡方程式表示為Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-； HClO?H⁺+ClO^-，Cl₂（g）?Cl₂（aq）；
故答案為：Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-、HClO?H⁺+ClO^-；
（2）①ClO₂是一種新的消毒劑，工業(yè)上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，結(jié)合原則守恒和電子守恒寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程Cl₂+2NaClO₂=2NaCl+2ClO₂；
故答案為：Cl₂+2NaClO₂=2NaCl+2ClO₂；
②工業(yè)上還可用下列方法制備ClO₂，在80℃時(shí)電解氯化鈉溶液得到NaClO₃，氯離子失電子在陽(yáng)極生成氯酸根離子，電極反應(yīng)為：Cl^--6e^-+3 H₂O=6H⁺+ClO₃^-；
故答案為：Cl^--6e^-+3 H₂O=6H⁺+ClO₃^-；
（3）①圖象分析可知，能量越高越活潑，+3價(jià)的離子最活潑為ClO₂^-；
故答案為：ClO₂^-；
②B→A+C，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應(yīng)熱=（62kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-116kJ/mol，所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為3ClO^-（aq）=ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-116kJ/mol，
故答案為：3ClO^-（aq）=ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題以氯水為載體考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、物質(zhì)的穩(wěn)定性等知識(shí)點(diǎn)，正確分析圖象中各個(gè)物理量的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合蓋斯定律、物質(zhì)的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答，題目難度中等．