Question

10．Cl₂及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途

（1）25℃時將氯氣溶于水形成氯氣-氯水體系，該體系中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1所示．
①已知HClO的殺菌能力比ClO^-強(qiáng)，由圖分析，用氯氣處理飲用水時，pH=7.5與 pH=6時殺菌效果強(qiáng)的是pH=6時．
②氯氣-氯水體系中，存在多個含氯元素的平衡關(guān)系，分別用平衡方程式表示為Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-；，HClO?H⁺+ClO^-，Cl₂（g）?Cl₂（aq）
（2）ClO₂是一種新的消毒劑，工業(yè)上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl₂+2NaClO₂=2NaCl+2ClO₂．
（3）工業(yè)上還可用下列方法制備ClO₂，在80℃時電解氯化鈉溶液得到NaClO₃，然后與鹽酸反應(yīng)得到ClO₂．電解時，NaClO₃在陽極（填陰或陽）生成，生成ClO₃^-的電極反應(yīng)式為Cl^--6e^-+3 H₂O=6H⁺+ClO₃^-．
（4）一定條件下，在水溶液中 1mol Cl^-、1mol ClO_x^-（x=1，2，3，4）的能量大小與化合價的關(guān)系如圖16-2所示
①從能量角度看，C、D、E中最不穩(wěn)定的離子是ClO₂^-（填離子符號）．
②B→A+D反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3ClO^-（aq）=ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol（用離子符號表示）．

Answer 1

分析 （1）①HClO的殺菌能力比ClO^-強(qiáng)，所以HClO的濃度越大，其殺菌效果越好；
②依據(jù)圖象分析可知，含氯的物質(zhì)存在平衡的狀態(tài)為氯氣和水反應(yīng)，次氯酸電離平衡，液態(tài)氯氣和氣態(tài)氯氣的平衡等；
（2）ClO₂是一種新的消毒劑，工業(yè)上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，結(jié)合原則守恒和電子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程；
（3）工業(yè)上還可用下列方法制備ClO₂，在80℃時電解氯化鈉溶液得到NaClO₃，氯離子失電子在陽極生成氯酸根離子；
（4）①能量越高越活潑分析；
②B→A+C，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應(yīng)熱=（62kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-116kJ/mol．

解答 解：（1）①起殺菌作用的是HClO，由圖象可知，pH=6.5時c（HClO）比pH=7.5時要大，HClO濃度越大，殺菌效果好，所以pH=7.5時殺菌效果比pH=6.5時差，
故答案為：pH=6時；
②含氯的物質(zhì)存在平衡的狀態(tài)為氯氣和水反應(yīng)，次氯酸電離平衡，液態(tài)氯氣和氣態(tài)氯氣的平衡等，氯氣-氯水體系中，存在多個含氯元素的平衡關(guān)系，分別用平衡方程式表示為Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-； HClO?H⁺+ClO^-，Cl₂（g）?Cl₂（aq）；
故答案為：Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-，HClO?H⁺+ClO^-，Cl₂（g）?Cl₂（aq）；
（2）ClO₂是一種新的消毒劑，工業(yè)上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，結(jié)合原則守恒和電子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程Cl₂+2NaClO₂=2NaCl+2ClO₂；
故答案為：Cl₂+2NaClO₂=2NaCl+2ClO₂；
（3）工業(yè)上還可用下列方法制備ClO₂，在80℃時電解氯化鈉溶液得到NaClO₃，氯離子失電子在陽極生成氯酸根離子，電極反應(yīng)為：Cl^--6e^-+3 H₂O=6H⁺+ClO₃^-；
故答案為：陽； Cl^--6e^-+3 H₂O=6H⁺+ClO₃^-；
（4）①圖象分析可知，能量越高越活潑，+3價的離子最活潑為ClO₂^-；
故答案為：ClO₂^-；
②B→A+C，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應(yīng)熱=（62kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-116kJ/mol，所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為3ClO^-（aq）=ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-116kJ/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(xué)平衡常數(shù)的計算、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．