Question

5．氯及其化合物在工业生产、生活中有重要的作用．请按要求回答下列问题．
（1）已知20mL 0.50mol/L盐酸和20mL 0.55mol/L NaOH溶液中和反应的反应热△H=-a kJ/mol（a＞0）．若将上述盐酸用20mL 0.25mol/L稀硫酸替代，则此反应的热化学方程式为H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄ （aq）+2H₂O （l）△H=-200a kJ/mol．
（2）用离子方程式解释家用洁厕灵（含盐酸）不能与漂白液混合使用的原因：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．
（3）将一定量饱和氯水加入到盛有大理石粉末的试管中，充分振荡，可观察到粉末逐渐消失，氯水浅黄绿色逐渐褪去，同时产生少量气体，再向上述溶液中滴加几滴石蕊试剂，发现试剂紫色迅速褪去，其原因是大理石消耗了氯水中的H⁺，而使Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO的平衡向正向移动，使HClO浓度加大，故漂白速率增大，漂白效果增强．
（4）铁制品直接接触漂白液时会发生电化学腐蚀，其正极的电极反应为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．
（5）30℃时含NaClO质量分数不同但pH均为11的三种溶液，NaClO的质量分数随时间变化的曲线如图所示：
①由图示得出的结论：相同条件下，NaClO的质量分数越高，分解速率越快．
②忽略溶液体积变化，设漂白液的密度为1g/cm³，计算Ⅰ曲线2d～4d（以2d计）内平均分解速率v（NaClO）=0.05 mol/（L•d）．
③工业上用电解冷饱和食盐水的方法可制得NaClO，写出其总反应的离子方程式：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）20mL 0.50mol/L盐酸和20mL 0.55mol/L NaOH溶液中和反应，盐酸的物质的量为0.01mol，反应生成0.01mol水，其反应热△H=-a kJ/mol（a＞0），则生成2mol水放出的热量为200akJ；
（2）酸性条件下，氯离子与次氯酸根离子反应生成氯气；
（3）氯水中存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，加碳酸钙消耗氢离子，平衡正移；
（4）Fe与次氯酸根离子形成原电池时，次氯酸根离子在正极上得电子；
（5）①NaClO的质量分数越高，反应所用时间越短；
②设溶液的体积为1L，则在2d时次氯酸钠的质量为1000×6.500%=65.00g，4d时次氯酸钠的质量为1000×5.755%=57.55g，其质量变化为7.45g，再求出物质的量变化及反应速率；
③电解冷饱和食盐水，在阴极上氢离子得电子生成氢气，氯离子在阳极失电子生成次氯酸根离子．

解答 解：（1）20mL 0.50mol/L盐酸和20mL 0.55mol/L NaOH溶液中和反应，盐酸的物质的量为0.01mol，反应生成0.01mol水，其反应热△H=-a kJ/mol（a＞0），则生成2mol水放出的热量为200akJ，则稀硫酸与氢氧化钠的热化学方程式为H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄ （aq）+2H₂O （l）△H=-200a kJ/mol；
故答案为：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄ （aq）+2H₂O （l）△H=-200a kJ/mol；
（2）酸性条件下，氯离子与次氯酸根离子反应生成氯气，氯气属于有毒气体，其反应的离子方程为：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
故答案为：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）氯水中存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，加碳酸钙消耗氢离子，生成二氧化碳，平衡正移，则反应的现象为氯水浅黄绿色逐渐褪去，同时产生少量气体；由于Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO的平衡正向移动，使HClO浓度加大，故漂白速率增大，漂白效果增强，所以溶液中滴加几滴石蕊试剂，发现试剂紫色迅速褪去；
故答案为：氯水浅黄绿色逐渐褪去，同时产生少量气体；大理石消耗了氯水中的H⁺，而使Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO的平衡向正向移动，使HClO浓度加大，故漂白速率增大，漂白效果增强；
（4）Fe与次氯酸根离子形成原电池时，次氯酸根离子在正极上得电子，则正极的电极反应式为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
故答案为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
（5）①由图可知，NaClO的质量分数越高，反应所用时间越短，反应速率越快；
故答案为：相同条件下，NaClO的质量分数越高，分解速率越快；
②设溶液的体积为1L，溶液的密度为1g/cm³，则在2d时次氯酸钠的质量为1000×6.500%=65.00g，4d时次氯酸钠的质量为1000×5.755%=57.55g，
其质量变化为7.45g，
则△n=$\frac{m}{M}$=$\frac{7.45g}{74.5g/mol}$=0.1mol，v=$\frac{\frac{0.1mol}{1L}}{2d}$=0.05mol/（L•d）；
故答案为：0.05；
③电解冷饱和食盐水，在阴极上氢离子得电子生成氢气，氯离子在阳极失电子生成次氯酸根离子，则电解反应的离子方程式：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑；
故答案为：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑．

点评 本题考查了热化学方程式、有关方程式的计算、原电池原理和电解池原理的应用、反应速率的计算等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．