Question

9．元素周期表中ⅦA族元素的單質(zhì)及其化合物的用途廣泛．
（1）三氟化溴（BrF₃）常用于核燃料生產(chǎn)和后處理，遇水立即發(fā)生如下反應(yīng)：
3BrF₃+5H₂O→HBrO₃+Br₂+9HF+O₂．該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3，每生成2.24LO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.6N_A．
（2）在食鹽中添加少量碘酸鉀可預(yù)防缺碘．為了檢驗食鹽中的碘酸鉀，可加入醋酸和淀粉-碘化鉀溶液．看到的現(xiàn)象是溶液變藍(lán)，相應(yīng)的離子方程式是5I^-+IO₃^-+6CH₃COOH=3I₂+3H₂O+6CH₃COO^-．
氯常用作飲用水的殺菌劑，且HClO的殺菌能力比ClO^-強(qiáng)．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?jǐn)?shù)（α）隨pH變化的關(guān)系如圖所示．
（3）寫出上述體系中屬于電離平衡的平衡常數(shù)表達(dá)式：K_i=$\frac{[{H}^{+}]•[Cl{O}^{-}]}{[HClO]}$，由圖可知該常數(shù)值為10^-7.5．
（4）在該體系中c（HClO）+c（ClO^-）小于 c（H⁺）-c（OH^-） （填“大于”“小于”或“等于”）．
（5）用氯處理飲用水時，夏季的殺菌效果比冬季差（填“好”或“差”），請用勒夏特列原理解釋溫度升高，（溶解）平衡 ①逆向移動，Cl₂（aq）濃度減少，使得（化學(xué)平衡）②逆向移動，c（HClO）減少，殺菌效果變差．

Answer 1

分析 （1）在反應(yīng)3BrF₃+5H₂O=HBrO₃+Br₂+O₂+9HF中，電子轉(zhuǎn)移情況如下：，據(jù)此分析；
（2）碘化鉀和碘酸鉀在酸性條件下能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘，碘遇淀粉變藍(lán)色；
（3）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；
（4）任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，據(jù)電荷守恒分析；
（5）氣體的溶解度隨溫度的升高而降低，溫度升高，（溶解）平衡 ①逆向移動，據(jù)此分析．

解答 解：（1）據(jù)其電子轉(zhuǎn)移情況分析，還原劑為H₂O和BrF₃，氧化劑為BrF₃，每生成1molO₂，有2molH₂O和1molBrF₃作還原劑，2molBrF₃作氧化劑，轉(zhuǎn)移電子6mol，所以氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為2：3，生成2.24L氧氣轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.6N_A，
故答案為：2：3；0.6N_A；
（2）碘酸鉀在酸性條件下具有氧化性，可與KI發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)碘，反應(yīng)的離子方程式為5I^-+IO₃^-+6CH₃COOH=3I₂+3H₂O+6CH₃COO^-，淀粉遇碘變藍(lán)色，
故答案為：溶液變藍(lán)；5I^-+IO₃^-+6CH₃COOH=3I₂+3H₂O+6CH₃COO^-；
（3）上述體系中屬于電離平衡的是HClO?H⁺+ClO^-，其平衡常數(shù)表達(dá)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：$\frac{[{H}^{+}]•[Cl{O}^{-}]}{[HClO]}$；10^-7.5；
（4）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；
（5）氣體的溶解度隨溫度的升高而降低，溫度升高，（溶解）平衡 ①逆向移動，Cl₂（aq）濃度減少，使得（化學(xué)平衡）②逆向移動，c（HClO） 減少，殺菌效果變差，故答案為：差；溫度升高，（溶解）平衡 ①逆向移動，Cl₂（aq）濃度減少，使得（化學(xué)平衡）②逆向移動，c（HClO） 減少，殺菌效果變差．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)中氧化劑還原劑判斷及計算、離子方程式書寫、化學(xué)平衡常數(shù)及計算、平衡移動，題目難度較大．