Question

氯在飲用水處理中常用作殺菌劑，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系：Cl₂（g）?Cl₂（aq）  K₁=10^-1.2；
Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　 K₂=10^-3.4； HClO?H⁺+ClO^-　K_a=？
其中Cl₂（aq）、HClO和ClO^-分別在三者中占分數（α）隨pH變化的關系如圖1所示．

請回答下列問題：
（1）計算數值：K_a=

 

；Cl₂（g）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　K=

 

．
（2）向pH=1.5的氯處理劑中分多次加入少量蘇打固體至過量，殺菌效果如何變化

 

原因

 

．
（3）升溫會加快反應速率，氯處理飲用水時，試分析夏季殺菌效果比冬季如何？簡述原因

 

．
（4）一定條件下，在水溶液中1mol Cl^-、ClO

- x

（x=1，2，3，4）的能量（kJ）相對大小如圖2所示．
B→A+C反應的熱化學方程式為

 

（用離子符號表示）．

Answer 1

考點：氯、溴、碘及其化合物的綜合應用,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：

分析：（1）根據圖象知，HClO?H⁺+ClO^-中pH=7.5，此時c（HClO）=c（ClO^-），K_a=

c(H+)c(ClO-)

c(HClO)

；
（2）HClO的殺菌能力比ClO^-強，所以HClO的濃度越大，其殺菌效果越好；
（3）HClO不穩(wěn)定，受熱易分解；
（4）B→A+C，根據轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應熱=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol．

解答： 解：（1）根據圖象知，HClO?H⁺+ClO^-中pH=7.5，此時c（HClO）=c（ClO^-），K_a=

c(H+)c(ClO-)

c(HClO)

=

10-7.5×c(ClO-)

c(HClO)

=10^-7.5；
依據蓋斯定律將已知的三個式子相加可得A選項式，所以K=K₁×K₂×K_a=K₁=10^-1.2×10^-3.4×10^-7.5=10^-12.1，
故答案為：10^-7.5；10^-12.1；
（2）起殺菌作用的是HClO，向pH=1.5的氯處理劑中分多次加入少量蘇打固體至過量，HClO的濃度先增大后減小，殺菌效果先增強后減弱，
故答案為：先增強后減弱；HClO的濃度先增大后減��；
（3）夏季相比冬季溫度高，HClO易分解，所以殺菌效果不如冬季，故答案為：夏季相比冬季溫度高，HClO易分解；
（4）B→A+C，根據轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應熱=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，所以該熱化學反應方程式為3ClO^-（aq）=ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol，故答案為：3ClO^-（aq）=ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol．

點評：本題以氯水為載體考查了化學平衡常數的計算、物質的穩(wěn)定性等知識點，正確分析圖象中各個物理量的關系是解本題關鍵，再結合蓋斯定律、物質的性質等知識點來分析解答，題目難度中等．