Question

海洋化学资源的研究和合理利用具有广阔前景，从海水中可提取氯、溴、碘等卤族元素。

（1）氯原子结构示意图是               ，碘在元素周期表中的位置是             ，HI的稳定性比HBr         (填写“强”或“弱”)。

（2）向浓缩的海水中通入Cl₂，可将Br^-转化为Br₂。再用“空气吹出法” 将Br₂从浓海水中吹出，并用纯碱浓溶液吸收，生成NaBr、NaBrO₃等。当有1 mol Br₂被纯碱吸收时，转移的电子数为             。

下图是NaClO的发生装置。该装置主要利用了电解饱和食盐水的原理，可实现对海水的消毒和灭藻。

（3）写出装置中产生NaClO的化学方程式            。海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等杂质离子，处理过程中装置的阴极易产生水垢，其主要成分是Mg(OH) ₂和CaCO₃。  生成CaCO₃的离子方程式是                  。若每隔5-10 min倒换一次电极电性，可有效地解决阴极的结垢问题。试用电极反应式并结合必要的文字进行解释            。

NaOH溶液吸收SO₂得Na₂SO₃，可用Na₂SO₃吸收SO₂。在SO₂被吸收的过程中，pH随n（SO₃^2－）、n（HSO₃^－）变化关系如下：

n（SO3^2^－）：n（HSO3^－）	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

（4）从上表可判断，NaHSO₃溶液呈      （填“酸性”、“碱性”、“中性”），请用平衡原理解释：                   。

（5）当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是          （选填字母）。

a．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）

b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）

c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）

d．c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）

Answer

（1） ，第五周期 ⅦA族，弱； （2）1×1024；

（3）2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ ； 2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O ；

Ca2+＋HCO3－＋OH-=CaCO3↓＋H2O ； 阴极结垢后倒换电极电性，阴极变为阳极，其电极反应为：2Cl-—2e-→Cl2↑，产生的氯气与水发生反应：Cl2+H2O= HCl+HClO，使该电极附近溶液呈酸性，从而将Mg(OH)2和CaCO3溶解而达到除垢的目的；

（4）酸性；HSO3-存在HSO3-H++SO32- 和HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的电离程度大于水解程度；

（5）ab；

【解析】

试题分析：（1）氯原子原子序数为17， ；根据电子层数等于周期数，最外层电子数等于主族序数， 53号元素碘，第五周期 ⅦA族；根据元素周期律，同主族元素从上到下非金属性由强到弱，故HI的稳定性比HBr弱；

（2）1 mol Br2被纯碱浓溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3 ，化合价有升有降，发生歧化反应：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2,依据NaBrO3求得1/3 ×(5-0)×6.02×1023≈1.0×1024；

（3）首先电解饱和食盐水：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑，而后2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O；在碱性环境中，故OH-存在与HCO3-的反应：Ca2+＋HCO3－＋OH-=CaCO3↓＋H2O ；阴极发生还原反应生成H2，同时产生OH-,倒换电极后变成阳极，发生氧化反应生成Cl2，产生的氯气与水发生反应：Cl2+H2O ＝ HCl+HClO，使该电极附近溶液呈酸性，从而将Mg(OH)2和CaCO3溶解而达到除垢的目的。

（4）由表格中的数据可知，HSO3-越多，酸性越强；HSO3-存在HSO3-⇌H++SO32-和HSO3-+H2O H2SO3+OH-，显酸性是因其电离大于其水解；

（5）a、因c（H+）=c（OH-），根据电荷守恒，c（Na+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）成立，故a正确而c错误；

b、由表中数据，当c （SO32-）=c（HSO3-）时，pH=7.2，故当吸收液呈中性时，可推出c （SO32-）＜c （HSO3-），故b正确而d错误；

考点：考查了元素周期律、氧化还原反应、电解原理、离子浓度大小比较等相关知识