Question

17．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．
（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．
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）+$\frac{1}{2}$O₂（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=+3.01 kJ/mol．
（4）工业上通过如下转化可制得KClO₃晶体：NaCl溶液$→_{Ⅰ}^{80℃，通电}$NaClO₃溶液$→_{Ⅱ}^{室温，KCl}$KClO₃晶体，完成Ⅰ中电解过程中阳极的反应式：Cl^--6e^-+3H₂O═ClO^-₃+6H⁺．
（5）一定条件下，在水溶液中1mol Cl^-、ClO_x^-（x=1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示．
①D是ClO₄^-（填离子符号）．
②B→A+C反应的热化学方程式为3ClO^-（aq）═ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ•mol^-1（用离子符号表示）．

Answer 1

分析 （1）Cl₂通入NaOH溶液，反应生成NaClO、NaCl和水；
（2））替代Cl₂为自来水杀菌消毒的物质应具有强氧化性；
（3）①NaCl属于离子化合物，含有离子键，Cl₂中氯原子之间形成共价键；
②由题目信息可知，SO₂与NaCl等物质生成硫酸钠和Cl₂，根据S、O原子比例关系可知，应有氧气参与反应，配平书写化学方程式；
③发生反应：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），
已知①2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
③Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①×$\frac{1}{2}$+③-②可得：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），反应热也进行相应的计算，进而书写热化学方程式；
（4）Ⅰ中电解过程中阳极上Cl失去电子；
（5）一定条件下，在水溶液1 mol Cl^-、ClO_x^-（x=1，2，3，4，）的能量（kJ）相对大小如图所示．
①D中Cl元素化合价为+7价，据此判断x值；
②B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反应热=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol．

解答 解：（1）氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸与水，反应离子方程式为Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
（2）替代Cl₂为自来水杀菌消毒的物质应具有强氧化性，可以用臭氧、ClO₂代替，氨气不能杀菌消毒、硫酸铝可以除去悬浮物质，不能杀菌消毒，故答案为：ad；
（3）①NaCl属于离子化合物，含有离子键，Cl₂中氯原子之间形成共价键，故答案为：离子键；共价键；
②由题目信息可知，SO₂与NaCl等物质生成硫酸钠和Cl₂，根据S、O原子比例关系可知，应有氧气参与反应，反应化学方程式为2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂，
故答案为：2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂；
③发生反应：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），
已知①2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
③Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①×$\frac{1}{2}$+③-②可得：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），△H=（-196.46kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$+（-184.60kJ•mol^-1）-（-285.84kJ•mol^-1）=+3.01kJ•mol^-1，故热化学方程式为：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol，
故答案为：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol；
（4）由NaCl溶液$→_{Ⅰ}^{80℃，通电}$NaClO₃溶液可知，I中阳极上Cl失去电子，则阳极反应为Cl^--6e^-+3H₂O═ClO^-₃+6H⁺，故答案为：Cl^--6e^-+3H₂O═ClO^-₃+6H⁺；
（5）①根据图象知，D中Cl元素化合价为+7价，所以ClO_x^-中x为4，则D为ClO₄^-，故答案为：ClO₄^-；
②B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，△H=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，所以生成1molC时，放出117kJ热量，热化学方程式为3ClO^-（aq）═ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ•mol^-1，
故答案为：3ClO^-（aq）═ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ•mol^-1．

点评 本题考查物质的性质及反应原理，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、盖斯定律计算反应热、电解等为解答的关键，侧重元素化合物知识及反应原理的综合考查，题目难度不大．