Question

（16分）氯元素是生产生活中常见的非金属元素

（1）将Cl₂通入NaOH溶液中得到以NaClO为有效成分的漂白液，写出该反应的离子方程式：          。

（2）使用Cl2为自来水消毒时，会与水中的有机物生成对人体有害的有机氯化物。下列物质中可以替代Cl2为自来水杀菌消毒的是         （填字母序号）。

a．臭氧         b．NH3        c．明矾         d．ClO2

（3）生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一，但生物质中氯含量较多，燃烧过程中会形成金属氯化物（如NaCl）和Cl2等物质，对金属炉壁造成腐蚀。

① NaCl和Cl2中化学键的类型分别是        和         。

② 燃煤过程中生成的SO2会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl2。若生成Cl2 22．4 L（标况）时转移电子数为4×6．02×1023，该反应的化学方程式是        。

③ 已知：

2H2O2(l) === 2H2O(l)＋O2(g)     ΔH1=－196．46 kJ·mol-1

H2(g)＋1/2O2(g) === H2O(l)      ΔH2=－285．84 kJ·mol-1

Cl2(g)＋H2(g) === 2HCl(g)       ΔH3=－184．60 kJ·mol-1

在催化剂作用下，用H2O2(l)可除去上述燃烧过程中产生的Cl2。依据上述已知反应，写出该反应的热化学方程式：                  。

（4）工业上通过如下转化可制得KClO₃晶体:

NaCl溶液NaClO₃溶液KClO₃晶体

完成Ⅰ中电解过程中阳极的反应式：                。

（5）一定条件下,在水溶液中1 mol Cl^-、ClO^-_x(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。

①D是    (填离子符号)。

②B A+C反应的热化学方程式为        (用离子符号表示)。

Answer

（16分）

（1） Cl2 + 2OH- === ClO- + Cl- + H2O （2分）（2）a d （2分）

（3） ① 离子键 共价键（非极性键） （2分）

② 2NaCl + SO2 + O2 Na2SO4 + Cl2 （2分）

③ H2O2(l)＋Cl2(g) === 2HCl(g)＋O2(g) ΔH = + 3．01 kJ·mol-1 （2分）

（4）Cl- -- 6e- + 3H2O == ClO—3 + 6H+ （2分）

（5）①ClO4－（2分）

②3 ClO—(aq)==ClO3—(aq)+2Cl—(aq) △H=—117kJ·mol—1

【解析】

试题分析：（1）氯气与NaOH反应生成NaCl、NaClO、水，离子反应为Cl2+2OH-═ClO-+Cl-+H2O；不直接用Cl2作漂白剂的原因是Cl2的溶解度不大，生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来不方便，效果不理想等；

（2）臭氧、ClO2具有强氧化性，可以替代Cl2为自来水杀菌消毒；

（3）①NaCl中只含离子键，Cl2中只含Cl-Cl非极性共价键；

②SO2会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl2．Cl元素的化合价由-1价升高为0，若生成Cl222．4L（标况）时，n（Cl2）=22．4L/22．4L·mol-1=1mol，只能失去2mol电子，转移电子数为4×6．02×1023，可知生成1mol硫酸盐，所以有1molO2参加反应得到电子，则该反应为2NaCl+SO2+O2Na2SO4+Cl2；

③a．2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g）△H1=-196．46kJ•mol-1

b．H2（g）+1/2 O2（g）═H2O（l）△H2=-285．84kJ•mol-1

c．Cl2（g）+H2（g）═2HCl（g）△H3=-184．60kJ•mol-1

由盖斯定律可知，a/2+c-b得到H2O2(l)+Cl2(g）═2HCl(g)+O2(g)，△H=(-196．46kJ•mol-1)/2

+(-184．60kJ•mol-1)-(-285．84kJ•mol-1)=+3．01 kJ•mol-1，则热化学反应式为H2O2(l)+Cl2(g)═2HCl(g)+O2(g)△H=+3．01 kJ•mol-1；

（4）在化学反应前后，原子个数不变，所以NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,阳极上发生氧化反应，电极反应式为Cl- -- 6e- + 3H2O == ClO3— + 6H+；

（5）①D中氯元素的化合价为+7价，故D为ClO4-；

②由B A+C反应为3 ClO—==ClO3—+2Cl—，此反应的△H＝63kJ-60×3kJ=—117kJ，此反应的热化学方程式：3 ClO—(aq)==ClO3—(aq)+2Cl—(aq) △H=—117kJ·mol—1

考点：卤族元素及其化合物的综合应用，涉及化学键、氧化还原反应及盖斯定律的计算等。