Question

10．（1）臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒、處理工業(yè)廢物和作漂白劑．
①試寫出氧元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖．
②臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)．如：
6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）△H=-235.8kJ•mol^-1．
已知2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）△H=+62.2kJ•mol^-1，則O₃轉(zhuǎn)化為O₂的熱化學(xué)方程式為2O₃（g）═3O₂（g）；△H=-285kJ/mol；
③科學(xué)家P．Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧．臭氧在陽極周圍的水中產(chǎn)生，陰極附近的氧氣則生成過氧化氫，陰極電極反應(yīng)式為6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂．
（2）ClO₂是國際上通用的飲用水消毒劑．科學(xué)家用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）還原氯酸鈉來制備ClO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O．
（3）硬水的軟化通常有藥劑法、離子交換法等．
①某學(xué)習(xí)小組用生石灰和純堿軟化硬水的工藝流程圖如下：

試劑a是CaO；沉淀M是Mg（OH）₂（寫化學(xué)式）；加入試劑b后生成沉淀的離子方程式為Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
（4）某同學(xué)欲對(duì)用ClO₂消毒過的水進(jìn)行Cl^-含量的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)過程如下：向30.00mL水樣中加幾滴K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.001 000mol•L^-1 AgNO₃溶液滴定，當(dāng)有磚紅色Ag₂CrO₄沉淀出現(xiàn)時(shí)，達(dá)到滴定終點(diǎn)，此時(shí)用去AgNO₃溶液12.12mL．則水樣中c（Cl^-）=4.04×10^-4 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）①氧原子核外電子層數(shù)是2，最外層電子數(shù)是6，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的畫法來回答；
②依據(jù)熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律計(jì)算得到；
③由陽極制得臭氧，陰極制得過氧化氫，電解總方程式為：3H₂O+3O₂═3H₂O₂+O₃，電解池中陰極上氧氣得到電子生成過氧化氫發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水以此來解答；
（3）向硬水中加入氧化鈣，可以將鈣離子、鎂離子沉淀，碳酸根離子可以將鈣離子沉淀；
（4）由利用Ag⁺+Cl^-=AgCl↓計(jì)算水樣中Cl^-的物質(zhì)的量及其濃度．

解答 解：（1）①氧原子核外電子層數(shù)是2，最外層電子數(shù)是6，氧原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；
②a、6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s）；△H=-235.8kJ/mol．
b、2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g）；△H=+62.2kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律a×2+b×3得到：2O₃（g）═3O₂（g）；△H=-285kJ/mol；
故答案為：2O₃（g）═3O₂（g）；△H=-285kJ/mol；
③由陽極制得臭氧，陰極制得過氧化氫．電解總方程式為：3H₂O+3O₂═3H₂O₂+O₃，陽極反應(yīng)為3H₂O=O₃+6H⁺+6e^-，陰極反應(yīng)為6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂；
故答案為：6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂；
（2）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水，方程式為：H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，
故答案為：H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；
（3）向硬水中加入氧化鈣，和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣可以和碳酸氫根離子、鎂離子之間反應(yīng)，可以得到碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀，再加入碳酸鈉可以將剩余的碳酸根離子沉淀，發(fā)生的反應(yīng)為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，故答案為：CaO；Mg（OH）₂；Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
（4）由Ag⁺+Cl^-=AgCl↓可知，n（Cl^-）=12.12×0.001L×0.001000mol•L^-1=12.12×10^-6mol，所以水樣中c（Cl^-）=$\frac{12.12×1{0}^{-6}}{30×1{0}^{-3}}$mol/L=4.04×10^-4 mol•L^-1，
故答案為：4.04×10^-4 mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)及溶度積的計(jì)算，把握習(xí)題中的信息及發(fā)生的氧化還原反應(yīng)、Ksp的計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重學(xué)生分析能力及計(jì)算能力的考查，題目難度中等．