Question

海水是巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)．
Ⅰ．從海水中可以提取氯、溴、碘等鹵族元素．
（1）Cl₂的電子式是

 

．
（2）已知：X₂（g）+H₂（g）?2HX（g）（X₂表示Cl₂、Br₂和I₂）．圖1表示平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系．
①△H 表示X₂與H₂反應(yīng)的焓變，△H

 

0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②曲線a表示的是

 

（填“Cl₂”、“Br₂”或“I₂”）與H₂反應(yīng)時(shí)K與t的關(guān)系．
Ⅱ．海水淡化具有廣泛的應(yīng)用前景，淡化前需對(duì)海水進(jìn)行預(yù)處理．
（1）通常用明礬[K₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?24H₂O]作混凝劑，降低濁度．明礬水解的離子方程式是

 

．
（2）用圖2所示NaClO的發(fā)生裝置對(duì)海水進(jìn)行消毒和滅藻處理．
①裝置中由NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO的化學(xué)方程式是

 

．
②海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等雜質(zhì)離子，處理過(guò)程中裝置的陰極易產(chǎn)生水垢，其主要成分是Mg（OH）₂和CaCO₃．生成CaCO₃的離子方程式是

 

．
③若每隔5-10min倒換一次電極電性，可有效地解決陰極的結(jié)垢問(wèn)題．試用電極反應(yīng)式并結(jié)合必要的文字進(jìn)行解釋

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：海水資源及其綜合利用,化學(xué)平衡建立的過(guò)程

專題：元素及其化合物,化學(xué)應(yīng)用

分析：Ⅰ、（1）氯氣是非金屬單質(zhì)，氯原子間形成共價(jià)鍵；
（2）依據(jù)圖象分析平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；Cl₂、Br₂、I₂，與H₂反應(yīng)時(shí)K與t的關(guān)系分析可知氯氣和氫氣反應(yīng)放熱多；
Ⅱ、（1）明礬中含有鋁離子，鋁離子在水中水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性而凈水；
（2）①電解飽和氯化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
②陰極生成氫氣，水的電離被破壞電極附近生成氫氧化鈉，氫氧化鈉和碳酸氫鈣，碳酸氫鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀；
③陰極結(jié)垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛?yáng)極，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生的氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，酸溶解沉淀；

解答： 解：Ⅰ．（1）Cl₂的電子式是；
故答案為：；
（2）①圖象分析平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0；
故答案為：＜；
②Cl₂、Br₂、I₂，與H₂反應(yīng)時(shí)K與t的關(guān)系分析可知氯氣和氫氣反應(yīng)放熱多，碘化氫加熱分解平衡逆向進(jìn)行平衡常數(shù)減小的大，曲線a表示的是I₂；
故答案為：I₂；
Ⅱ．（1）明礬中含有鋁離子，鋁離子在水中水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性而凈水，水解方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）①裝置中由NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO的化學(xué)方程式是2NaCl+2H₂O 

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O；
故答案為：2NaCl+2H₂O 

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O；
②陰極生成氫氣，電極附近水的電離被破壞，電極附近生成氫氧化鈉，氫氧化鈉和碳酸氫鈣，碳酸氫鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，氫氧化鈉和碳酸氫鈣反應(yīng)生成CaCO₃的沉淀產(chǎn)生水垢，生成碳酸鈣沉淀的反應(yīng)離子方程式是：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
答案為：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
③陰極電解原理分析可知，陰極結(jié)垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛?yáng)極，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生的氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達(dá)到除垢的目的；
故答案為：陰極結(jié)垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛?yáng)極，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生的氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg（OH）₂和CaCO₃溶解而達(dá)到除垢的目的；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了海水資源的分析應(yīng)用，物質(zhì)制備電解原理的分析應(yīng)用圖象分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．