Question

1．海水是巨大的化學(xué)資源寶庫．
Ⅰ．從海水中可以提取氯、溴、碘等鹵族元素．
（1）HCl的穩(wěn)定性比HBr強(qiáng)（填寫“強(qiáng)”或“弱”）．
（2）已知：X₂ （g）+H₂（g）?2HX（g）（X₂表示Cl₂、Br₂和I₂）．
圖1表示平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系．

①△H 表示X₂與H₂反應(yīng)的焓變，△H＜0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②曲線a表示的是I₂（填“Cl₂”、“Br₂”或“I₂”）與H₂反應(yīng)時K與t的關(guān)系．
Ⅱ．海水淡化具有廣泛的應(yīng)用前景，淡化前需對海水進(jìn)行預(yù)處理．
（1）通常用明礬[K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•24H₂O]作混凝劑，降低濁度．明礬水解的離子方程式是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（2）用圖2所示NaClO的發(fā)生裝置對海水進(jìn)行消毒和滅藻處理．
①裝置中由NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO的化學(xué)方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂+H₂↑、2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O．
②海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等雜質(zhì)離子，處理過程中裝置的陰極易產(chǎn)生水垢，其主要成分是Mg（OH）₂和CaCO₃．生成CaCO₃的離子方程式是Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O．
③若每隔5-10min倒換一次電極電性，可有效地解決陰極的結(jié)垢問題．
試用電極反應(yīng)式并結(jié)合必要的文字進(jìn)行解釋陰極結(jié)垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生的氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達(dá)到除垢的目的．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）元素的非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，結(jié)合同主族元素的性質(zhì)的遞變規(guī)律解答；
（2）依據(jù)圖象分析平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；Cl₂、Br₂、I₂，與H₂反應(yīng)時K與t的關(guān)系分析可知氯氣和氫氣反應(yīng)放熱多；
Ⅱ．（1）明礬中含有鋁離子，鋁離子在水中水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性而凈水；
（2）①電解飽和氯化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
②陰極生成氫氣，水的電離被破壞電極附近生成氫氧化鈉，氫氧化鈉和碳酸氫鈣，碳酸氫鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀；
③陰極結(jié)垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生的氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，酸溶解沉淀．

解答 解：Ⅰ．（1）同主族元素從上到下元素的非金屬性逐漸減弱，F(xiàn)＞Cl＞Br＞I，元素的非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，則穩(wěn)定性HF＞HCl＞HBr＞HI，即HCl的穩(wěn)定性比HBr強(qiáng)，
故答案為：強(qiáng)；
（2）①圖象分析平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：＜；
②Cl₂、Br₂、I₂，與H₂反應(yīng)時K與t的關(guān)系分析可知氯氣和氫氣反應(yīng)放熱多，碘化氫加熱分解平衡逆向進(jìn)行平衡常數(shù)減小的大，曲線a表示的是I₂，
故答案為：I₂；
Ⅱ．（1）明礬中含有鋁離子，鋁離子在水中水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性而凈水，水解方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）①裝置中由NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO的化學(xué)方程式是2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑、2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O，
故答案為：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O；
②陰極生成氫氣，電極附近水的電離被破壞，電極附近生成氫氧化鈉，氫氧化鈉和碳酸氫鈣，碳酸氫鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，氫氧化鈉和碳酸氫鈣反應(yīng)生成CaCO₃的沉淀產(chǎn)生水垢，生成碳酸鈣沉淀的反應(yīng)離子方程式是：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
③陰極電解原理分析可知，陰極結(jié)垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生的氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達(dá)到除垢的目的，
故答案為：陰極結(jié)垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生的氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達(dá)到除垢的目的．

點評 本題考查了氫化物的穩(wěn)定性大小、漂白粉的成份、元素在周期表中位置等，綜合性強(qiáng)，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，注意離子方程式和電極反應(yīng)的書寫方法應(yīng)用，題目難度中等．