Question

10．氯在飲用水處理中常用作殺菌劑，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：
①Cl₂（g）?Cl₂（aq）　K₁=10^-1.2
②Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　K₂=10^-3.4
③HClO?H⁺+ClO^-　K_a=？
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．下列表述不正確的是（　　）

• A． 由圖象可知：K_a=10^-7.5
• B． 在氯處理水體系中，c（HClO）+c（ClO^-）＞c（H⁺）-c（OH^-）
• C． 用氯處理飲用水時，殺菌效果最佳pH范圍為3～6
• D． 往氯氣-氯水體系中加少量碳酸鈣，可提高體系漂白性

Answer 1

分析 A．根據(jù)圖象知，HClO?H⁺+ClO^-中pH=7.5，此時c（HClO）=c（ClO^-），K_a=$\frac{c（{H}^{+}）c（Cl{O}^{-}）}{c（HClO）}$；
B．任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒；
C．HClO的殺菌能力比ClO^-強(qiáng)，所以HClO的濃度越大，其殺菌效果越好，由圖象可知，pH=3-6時HClO濃度最大；
D．Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　存在化學(xué)平衡，加入碳酸鈣，和溶液中鹽酸反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，次氯酸濃度增大；

解答 解：A．根據(jù)圖象知，HClO?H⁺+ClO^-中pH=7.5，此時c（HClO）=c（ClO^-），K_a=$\frac{c（{H}^{+}）c（Cl{O}^{-}）}{c（HClO）}$=$\frac{1{0}^{-7.5}×c（Cl{O}^{-}）}{c（HClO）}$=10^-7.5，故A正確；
B．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^-），pH=7.5時，根據(jù)圖可知c（HClO）=c（ClO^-），所以，c（Cl^-）+c（HClO）=c（H⁺）-c（OH^-），故B錯誤；
C．起殺菌作用的是HClO，由圖象可知，pH=3-6時HClO濃度最大，殺菌效果好，殺菌效果最佳pH范圍為3～6，故C正確；
D..Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　存在化學(xué)平衡，加入碳酸鈣，和溶液中鹽酸反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，次氯酸濃度增大，可提高體系漂白性，故D正確；
故選B．

點評 本題以氯水為載體考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計算、離子濃度大小比較、物質(zhì)的穩(wěn)定性等知識點，正確分析圖象中各個物理量的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合蓋斯定律、物質(zhì)的性質(zhì)等知識點來分析解答，題目難度中等．