Question

Cl₂及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途

（1）25℃时将氯气溶于水形成氯气－氯水体系，该体系中Cl₂(aq)、HClO和ClO^－分别在三者中所占分数（α）随pH变化的关系如图1所示。

①已知HClO的杀菌能力比ClO^－强，由图分析，用氯气处理饮用水时，pH＝7.5与 pH＝6时杀菌效果强的是__________。

②氯气－氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，分别用平衡方程式表示为____________。

（2）ClO₂是一种新的消毒剂，工业上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，写出该反应的化学方程式____________。

（3）工业上还可用下列方法制备ClO₂，在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO₃，然后与盐酸反应得到ClO₂。电解时，NaClO₃在_____极（填阴或阳）生成，生成ClO₃^–的电极反应式为__________________。

（4）一定条件下，在水溶液中 1 mol Cl^–、1mol ClO_x^–（x=1,2,3,4）的能量大小与化合价的关系如图2所示

①从能量角度看，C、D、E中最不稳定的离子是      （填离子符号）。

②B → A + D反应的热化学方程式为                      （用离子符号表示）。

Answer

（共15分）

（1）①pH=6时 （2分）

②Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－（2分）； HClOH＋＋ClO－（2分）

Cl2(g)Cl2(aq) （不算给分点）；

（2）Cl2+2NaClO2 ＝ 2NaCl+2ClO2 （2分）

（3）阳（1分）； Cl－－6e— +3 H2O ＝6H＋＋ClO3－（2分）

（4）①ClO2－（2分） ②3ClO－(aq) ＝ 2Cl－(aq)＋ClO3－(aq) △H＝-116kJ·mol—1 （2分）

【解析】

试题分析：（1）①HClO的杀菌能力比ClO-强，则HClO含量越大其杀菌效果越好，根据图知，pH=6时HClO含量较高，所以pH=6时漂白效果较好；②含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应，次氯酸电离平衡，液态氯气和气态氯气的平衡等，氯气-氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，分别用平衡方程式表示为Cl2（aq）+H2O⇌HClO+H++Cl-； HClO⇌H++ClO-，Cl2（g）⇌Cl2（aq）；（2）①ClO2是一种新的消毒剂，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2，结合原则守恒和电子守恒写出该反应的化学方程Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2；②电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子失电子和水反应生成氯酸根离子和氢离子，电极反应式为Cl--6e-+3 H2O=6H++ClO3-；（3）①图象分析可知，能量越高越活泼，+3价的离子最活泼为ClO2-；②B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO-=ClO3-+2Cl-，反应热=（62kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-116kJ/mol，所以该热化学反应方程式为3ClO-（aq）=ClO3-（aq）+2Cl-（aq）△H=-116kJ/mol。

考点：以氯元素为载体考查反应热的计算、电解原理、氧化还原反应、化学平衡等