Question

18．海水是巨大的化學資源寶庫．

Ⅰ．從海水中可以提取氯、溴、碘等鹵族元素．
（1）HClO的電子式是．
（2）已知：X₂ （g）+H₂（g）?2HX（g） （X₂表示Cl₂、Br₂和I₂）．
圖1表示平衡常數K與溫度t的關系．
①△H 表示X₂與H₂反應的焓變，則△H＜0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②曲線a表示的是I₂（填“Cl₂”、“Br₂”或“I₂”）與H₂反應時K與t的關系．
Ⅱ．海水淡化具有廣泛的應用前景，淡化前需對海水進行預處理．′
（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)生裝置對海水進行消毒和滅藻處理．
①裝置中由NaCl轉化為NaClO的化學方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O．
②海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等雜質離子，處理過程中裝置的陰極易產生水垢，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垢問題．試用電極反應式并結合必要的文字進行解釋陰極結垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產生的氯氣與水發(fā)生反應：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達到除垢的目的．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）次氯酸是共價化合物，氯原子核氫原子與氧原子形成共價鍵，據此書寫電子式；
（2）依據圖象分析平衡常數隨溫度升高減小，說明平衡逆向進行，正反應為放熱反應；Cl₂、Br₂、I₂，與H₂反應時K與t的關系分析可知氯氣和氫氣反應放熱多；
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生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、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，碳酸氫鎂反應生成氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀；
③陰極結垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產生的氯氣與水發(fā)生反應：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，酸溶解沉淀．

解答 解：Ⅰ．（1）HClO的電子式是，故答案為：；
（2）①圖象分析平衡常數隨溫度升高減小，說明平衡逆向進行，正反應為放熱反應，△H＜0，故答案為：＜；
②Cl₂、Br₂、I₂，與H₂反應時K與t的關系分析可知氯氣和氫氣反應放熱多，碘化氫加熱分解平衡逆向進行平衡常數減小的大，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轉化為NaClO的化學方程式是2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑、2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O，
故答案為：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$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，碳酸氫鎂反應生成氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，氫氧化鈉和碳酸氫鈣反應生成CaCO₃的沉淀產生水垢，生成碳酸鈣沉淀的反應離子方程式是：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，答案為：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
③陰極電解原理分析可知，陰極結垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產生的氯氣與水發(fā)生反應：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達到除垢的目的，
故答案為：陰極結垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產生的氯氣與水發(fā)生反應：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達到除垢的目的．

點評 本題考查了電子式、漂白粉的成份、元素在周期表中位置等，綜合性強，學生只要掌握基礎是關鍵，注意離子方程式和電極反應的書寫方法應用，題目難度中等．