Question

【題目】Cl2及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。25℃時(shí)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)系如圖一所示。

（1）已知HClO的殺菌能力比ClO－強(qiáng)，由圖一分析，用氯氣處理飲用水時(shí)，pH＝7.5與pH＝6時(shí)殺菌效果強(qiáng)的是。氯氣－氯水體系中，存在多個(gè)含氯元素的平衡關(guān)系，分別用平衡方程式表示為。
（2）ClO2是一種易爆炸的強(qiáng)氧化性氣體，是一種良好的新型消毒劑。工業(yè)上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2 ， 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。最近，科學(xué)家又研究出了在酸性溶液中用草酸鈉（Na2C2O4）還原氯酸鈉制取ClO2的方法，該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為。此法的優(yōu)點(diǎn)是。工業(yè)上還可用電解法制備ClO2 ， 在80℃時(shí)電解氯化鈉溶液得到NaClO3 ， 然后與鹽酸反應(yīng)得到ClO2。電解過(guò)程中NaClO3在極（填“陰”或“陽(yáng)”）生成，生成ClO3–的電極反應(yīng)式為。
（3）一定條件下，在水溶液中 1 mol Cl–、1mol ClOx–（x=1、2、3、4）的能量大小與合價(jià)的關(guān)系如圖二所示。從能量角度看，C、D、E中最不穩(wěn)定的離子是（填離子符號(hào)）。B → A + D反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為（用離子符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】
（1）pH=6時(shí)；Cl2(aq)＋H2O HClO＋H＋＋Cl－ ， HClO H＋＋ClO－ ， Cl2(g) Cl2(aq)
（2）Cl2+2NaClO2 == 2NaCl+2ClO2；C2O42－＋2ClO3－＋4H＋==2ClO2↑＋2CO2↑＋2H2O；反應(yīng)中生成的二氧化碳有稀釋作用，大大提高了ClO2生產(chǎn)及儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)陌踩�性；�?yáng)；Cl－－6e—+3 H2O ＝6H＋＋ClO3－
（3）ClO2－；3ClO－(aq) ＝ 2Cl－(aq)＋ClO3－(aq) △H＝-116kJ/mol
【解析】解：（1）HClO的殺菌能力比ClO-強(qiáng)，則HClO含量越大其殺菌效果越好，根據(jù)圖知，pH=6時(shí)HClO含量較高，所以pH=6時(shí)漂白效果較好，
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(gè)含氯元素的平衡關(guān)系，分別用平衡方程式表示為Cl2（aq）+H2OHClO+H++Cl-； HClOH++ClO- ， Cl2（g）Cl2（aq），
所以答案是：pH=6時(shí)；Cl2（aq）+H2OHClO+H++Cl- ， HClOH++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 ，
在酸性溶液中用草酸鈉（Na2C2O4）還原氯酸鈉制取ClO2 ， 同時(shí)生成二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為C2O42-+2ClO3-+4H+═2ClO2↑+2CO2↑+2H2O，
電解氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子失電子和水反應(yīng)生成氯酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為Cl--6e-+3 H2O=6H++ClO3- ， 反應(yīng)中生成的二氧化碳有稀釋作用，大大提高了ClO2生產(chǎn)及儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)陌踩�性�?/span>
所以答案是：Cl2+2NaClO2═2NaCl+2ClO2；C2O42-+2ClO3-+4H+═2ClO2↑+2CO2↑+2H2O；反應(yīng)中生成的二氧化碳有稀釋作用，大大提高了ClO2生產(chǎn)及儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)陌踩�性；�?yáng)； Cl--6e-+3H2O=6H++ClO3-；
（3）圖象分析可知，能量越高越活潑，+3價(jià)的離子最活潑為ClO2-；
B→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=（64kJ/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，
所以答案是：ClO2-；3ClO-（aq）=2Cl-（aq）+ClO3-（aq）△H=-116kJ/mol．