Question

5．Cl₂及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途
（1）Cl₂常用作飲用水的殺菌劑，且HClO的殺菌能力比ClO^-強25℃時氯氣-氯水體系中存在以下平衡關(guān)系：
Cl₂（g）?Cl₂（aq）   ①
Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-②
HClO?H⁺+ClO^-③
其中Cl₂（aq）、HClO和ClO^-分別在三者中所占分數(shù)（α）隨pH變化的關(guān)系如圖1所示．
①由圖可知上述體系中屬于電離平衡的平衡常數(shù)值為10^-7.5
②在該體系中c（HClO）+c（ClO^-）小于c（H⁺）-c（OH^-）（填“大于”“小于”“等于”）
（2）用H₂O₂除去工業(yè)尾氣中的Cl₂，相關(guān)的反應：
H₂O₂（l）+Cl₂（g）═2HCl（g）+O₂（g）
已知：2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.5KJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6KJ/mol
H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.6KJ/mol
則H₂O₂（l）與Cl₂（g）反應生成HCl（g）和O₂（g）的熱化學方程式為：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol
（3）用O₂將HCl轉(zhuǎn)化為Cl₂，可提高效益，減少污染．新型RuO₂催化劑對HCl轉(zhuǎn)化為Cl₂，可提高效益，減少污染．新型RuO₂催化劑對HCl轉(zhuǎn)化為Cl₂的總反應具有更好的催化活性．
①實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的ɑ_HCl-T曲線如圖2，則總反應的△H＜0，（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B兩點的平衡常數(shù)K（A）與K（B）中較大的是K（A）．
②下列措施中有利于提高ɑ_HCl的有BD．
A、增大n（HCl）           B、增大n（O₂）       C、使用更好的催化劑      D、移去H₂O
（4）向50mL0.018mol．L^-1的AgNO₃溶液中加入50mL0.02mol．L^-1的鹽酸，生成沉淀．已知
K_sp（AgCl）=1.0×10^-10，則沉淀生成后溶液的PH是2；如果向完全沉淀后的溶液中（忽略體積誤差）繼續(xù)加入50mL0.001mol．L^-1的鹽酸，不能（填“能”或“不能”）觀察到現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （1）①上述體系中屬于電離平衡的是HClO?H⁺+ClO^-，據(jù)圖表數(shù)據(jù)計算；
②任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，據(jù)電荷守恒分析；
（2）根據(jù)蓋斯定律，①×$\frac{1}{2}$+③-②×$\frac{1}{2}$可得：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），反應熱也進行相應的計算，進而書寫熱化學方程式；
（3）①由圖可知，溫度越高，平衡時HCl的轉(zhuǎn)化率越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動；
②正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實驗的大；
③改變措施有利于提高α_HCl，應使平衡向正反應方向移動，注意不能只增加HCl的濃度；
（4）沉淀后溶液中剩余氫離子濃度，計算pH，根據(jù)溶液中c（Ag⁺）•c（Cl^-）與Ksp的大小關(guān)系分析．

解答 解：（1）①上述體系中屬于電離平衡的是HClO?H⁺+ClO^-，其平衡常數(shù)表達式為：K=$\frac{[{H}^{+}][Cl{O}^{-}]}{[HClO]}$，在pH=7.5時，c（ClO^-）與c（HClO）相等，K=c（H⁺）=10^-7.5，
故答案為：10^-7.5；
②體系中存在電荷守恒c（H⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-）+c（OH^-），即c（Cl^-）+c（ClO^-）=c（H⁺）-c（OH^-），在氯水中HCl完全電離、HClO部分電離，所以c（HClO）＜c（Cl^-），所以c（HClO）+c（ClO^-）＜c（H⁺）-c（OH^-），故答案為：小于；
（2）發(fā)生反應：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），
已知：①2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6KJ/mol
③Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①×$\frac{1}{2}$+③-②×$\frac{1}{2}$可得：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），△H=（-196.46kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$+（-184.60kJ•mol^-1）-$\frac{1}{2}$×（-571.6kJ•mol^-1）=+3.01kJ•mol^-1，故熱化學方程式為：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol，
故答案為：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol；
（3）①由圖可知，溫度越高，平衡時HCl的轉(zhuǎn)化率越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，即△H＜0，化學平衡常數(shù)減小，即K（A）＞K（B），
故答案為：＜；K（A）；
②正反應為氣體體積減小的反應，
A．增大n（HCl），HCl濃度增大，平衡右移，但HCl的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；
B．增大n（O₂），氧氣濃度增大，平衡右移，HCl的轉(zhuǎn)化率提高，故B正確；
C．使用更好的催化劑，加快反應速率，縮短到達平衡的時間，不影響平衡移動，HCl的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤；
D．移去生成物H₂O，有利于平衡右移，HCl的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確，
故選：BD；
（4）沉淀生成后，氫離子濃度c=$\frac{0.02mol/L}{2}$=0.01mol/L，所以pH=2，
向沉淀生成后的溶液中再加入50mL0.001mol/L的鹽酸，則溶液體積為0.15L，
c（Ag⁺）=$\frac{1.0×1{0}^{-7}×0.1}{0.15}$=$\frac{2}{3}$×10^-7mol/L，
c（Cl^-）=0.001mol/L，
則c（Ag⁺）•c（Cl^-）=$\frac{2}{3}$×10^-7×0.001=×10^-10＜Ksp=1.0×10^-10，所以不產(chǎn)生沉淀，不能觀察到現(xiàn)象，
故答案為：2，不能．

點評 本題考查了氧化還原反應中氧化劑還原劑判斷及計算、離子方程式書寫、化學平衡常數(shù)及計算、熱化學方程式書寫、化學平衡及平衡常數(shù)影響因素、化學反應速率的計算等，題目難度較大，較好的考查的分析解決問題的能力．