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12.Cl2及其化合物在生产、生活中有广泛用途,回答下列问题.
(1)氯气溶于水得到氯水,氯水中含有氯元素并且具有氧化性的微粒有Cl2、HClO、ClO-
(2)新制氯水体系中,存在多个含氯元素之间的平衡关系,请写出任意两个平衡关系:Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl-或Cl2(aq)+H2OHClO+HCl、HClOH++ClO-
(3)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-三种微粒分别所占分数(α)随pH变化的关系如图所示.
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时杀菌效果较强的是pH=6.
(4)ClO2是一种更高效的杀菌消毒剂,工业上可用电解法制备ClO2,方法如下:在80℃时电解氯化钠饱和溶液得到NaClO3,然后与盐酸反应得到ClO2.电解时,产生ClO3-的电极是阳极极,生成ClO3-的电极反应式为Cl--6e-+3H2O=6H++ClO3-
(5)已知PCl5的热分解反应为:PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g),某温度下,在固定容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.15mol/L.
①上述反应达到平衡后继续向容器充入PCl5,则上述平衡将逆向移动(填“正向”、“逆向”或“不”),PCl5的转化率将减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
②计算该温度下PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)的平衡常数K(写出计算过程).

分析 (1)氯气溶于水,部分与水反应生成氯化氢和次氯酸,次氯酸部分电离,氯化氢完全电离,结合氯元素化合价判断;
(2)氯气溶于水,部分与水反应生成氯化氢和次氯酸,次氯酸部分电离生成氢离子与次氯酸根离子;
(3)次氯酸具有强的氧化性,具有杀菌消毒作用,依据图中数据分析;
(4)电解氯化钠饱和溶液得到NaClO3,氯离子被氧化生成氯酸根离子,发生氧化反应,电解池中阳极发生氧化反应;
(5)①在保持容器体积不变的条件下,再充入PCl5,等效增大压强,平衡向体积减小的方向移动;
②根据三段式计算平衡时各组分的浓度,代入平衡常数表达式计算.

解答 解:(1)氯气溶于水,部分与水反应生成氯化氢和次氯酸,次氯酸部分电离,氯化氢完全电离,所以氯水中含有氯元素并且具有氧化性的微粒,Cl2、HClO、ClO-中氯元素化合价都可以降价,都具有氧化性;
故答案为:Cl2、HClO、ClO-
(2)氯气溶于水,部分与水反应生成氯化氢和次氯酸,方程式:Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl-或Cl2(aq)+H2OHClO+HCl,次氯酸部分电离生成氢离子与次氯酸根离子,电离方程式:HClOH++ClO-
故答案为:Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl-或Cl2(aq)+H2OHClO+HCl、HClOH++ClO-
(3)次氯酸具有强的氧化性,具有杀菌消毒作用,依据图数据可知pH=6时,次氯酸含量较高,所以杀菌效果较强;
故答案为:6;
(4)电解氯化钠饱和溶液得到NaClO3,氯离子被氧化生成氯酸根离子,发生氧化反应,电解池中阳极发生氧化反应,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-
故答案为:阳;Cl--6e-+3 H2O=6H++ClO3-
(5)①在保持容器体积不变的条件下,再充入PCl5,等效增大压强,平衡向体积减小的方向移动,反应物转化率减小;
故答案为:逆向,减小;
②PCl5(g)  PCl3 (g)+Cl2(g)
起始浓度(mol/L)      0.20          0        0
转化浓度(mol/L)      0.15         0.15     0.15
平衡浓度(mol/L)      0.05         0.15     0.15
由K=$\frac{{c(PC{l_3})×c(C{l_2})}}{{c(PC{l_5})}}$=$\frac{0.15mol/L×0.15mol/L}{0.05mol/L}$=0.45mol/L;
故答案为:0.45mol/L.

点评 本题为综合题,考查了氯水的成分及性质、电解反应式的书写、化学平衡移动方向判断及化学平衡常数计算,明确物质的性质及电解池工作原理、化学平衡常数表达式是解题关键,题目难度中等.

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