Question

14．氯元素是生产生活中常见的非金属元素．
（1）将Cl₂通入NaOH溶液中得到以NaClO为有效成分的漂白液，写出该反应的离子方程式Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O；不直接用Cl₂作漂白剂的原因是Cl₂的溶解度不大，生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来不方便，效果不理想（写出两条）．
（2）使用Cl₂为自来水消毒时，会与水中的有机物生成对人体有害的有机氯化物．下列物质中可以替代Cl₂为自来水杀菌消毒的是ad（填字母序号）．
a．臭氧          b．NH₃        c．明矾         d．ClO₂
（3）生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一，但生物质中氯含量较多，燃烧过程中会形成金属氯化物（如NaCl）和Cl₂等物质，对金属炉壁造成腐蚀．
①NaCl和Cl₂中化学键的类型分别是离子键和共价键（非极性键）．
②燃煤过程中生成的SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂．若生成Cl₂ 22.4L（标况）时转移电子数为4×6.02×10²³，该反应的化学方程式是2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂．
③已知：2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
Cl₂（g）+H₂（g）=2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
在催化剂作用下，用H₂O₂（l）可除去上述燃烧过程中产生的Cl₂．依据上述已知反应，写出该反应的热化学方程式：H₂O₂（l）+Cl₂（g）═2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）氯气与NaOH反应生成NaCl、NaClO、水；氯气在水中的溶解度不大，且与水反应生成的HClO不稳定；
（2）具有强氧化性的物质可替代Cl₂为自来水杀菌消毒剂；
（3）①一般来说，活泼金属与非金属形成离子键，非金属元素之间形成共价键；
②SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂．Cl元素的化合价由-1价升高为0，若生成Cl₂ 22.4L（标况）时，n（Cl₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，只能失去2mol电子，转移电子数为4×6.02×10²³，可知生成1mol硫酸盐，所以有1molO₂参加反应得到电子；
③a.2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
b．H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
c．Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
由盖斯定律可知，a×$\frac{1}{2}$+c-b得到H₂O₂（l）+Cl₂（g）═2HCl（g）+O₂（g），以此来解答．

解答 解：（1）氯气与NaOH反应生成NaCl、NaClO、水，离子反应为Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O；不直接用Cl₂作漂白剂的原因是Cl₂的溶解度不大，生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来不方便，效果不理想等，
故答案为：Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O；Cl₂的溶解度不大，生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来不方便，效果不理想；
（2）臭氧、ClO₂具有强氧化性，可以替代Cl₂为自来水杀菌消毒，故答案为：a d；
（3）①NaCl中只含离子键，Cl₂中只含Cl-Cl非极性共价键，故答案为：离子键；共价键（非极性键）；
②SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂．Cl元素的化合价由-1价升高为0，若生成Cl₂ 22.4L（标况）时，n（Cl₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，只能失去2mol电子，转移电子数为4×6.02×10²³，可知生成1mol硫酸盐，所以有1molO₂参加反应得到电子，则该反应为2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂，
故答案为：2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂；
③a.2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
b．H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
c．Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
由盖斯定律可知，a×$\frac{1}{2}$+c-b得到H₂O₂（l）+Cl₂（g）═2HCl（g）+O₂（g），则△H=（-196.46kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$+（-184.60kJ•mol^-1）-（-285.84kJ•mol^-1）=+3.01 kJ•mol^-1，则热化学反应式为H₂O₂（l）+Cl₂（g）═2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ•mol^-1，
故答案为：H₂O₂（l）+Cl₂（g）═2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ•mol^-1．

点评 本题考查较综合，涉及物质的性质、氧化还原反应、盖斯定律及反应热等，注重高频考点的考查，把握相关反应原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．