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10.Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途

(1)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-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图1所示.
①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时杀菌效果强的是pH=6时.
②氯气-氯水体系中,存在多个含氯元素的平衡关系,分别用平衡方程式表示为Cl2(aq)+H2O?HClO+H++Cl-;,HClO?H++ClO-,Cl2(g)?Cl2(aq)
(2)ClO2是一种新的消毒剂,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,写出该反应的化学方程式Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2.
(3)工业上还可用下列方法制备ClO2,在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3,然后与盐酸反应得到ClO2.电解时,NaClO3在阳极(填阴或阳)生成,生成ClO3-的电极反应式为Cl--6e-+3 H2O=6H++ClO3-.
(4)一定条件下,在水溶液中 1mol Cl-、1mol ClOx-(x=1,2,3,4)的能量大小与化合价的关系如图16-2所示
①从能量角度看,C、D、E中最不稳定的离子是ClO2-(填离子符号).
②B→A+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)△H=-117kJ/mol(用离子符号表示).

分析 (1)①HClO的杀菌能力比ClO-强,所以HClO的浓度越大,其杀菌效果越好;
②依据图象分析可知,含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应,次氯酸电离平衡,液态氯气和气态氯气的平衡等;
(2)ClO2是一种新的消毒剂,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,结合原则守恒和电子守恒写出该反应的化学方程;
(3)工业上还可用下列方法制备ClO2,在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3,氯离子失电子在阳极生成氯酸根离子;
(4)①能量越高越活泼分析;
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=(62kJ/mol+2×0kJ/mol)-3×60kJ/mol=-116kJ/mol.

解答 解:(1)①起杀菌作用的是HClO,由图象可知,pH=6.5时c(HClO)比pH=7.5时要大,HClO浓度越大,杀菌效果好,所以pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差,
故答案为:pH=6时;
②含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应,次氯酸电离平衡,液态氯气和气态氯气的平衡等,氯气-氯水体系中,存在多个含氯元素的平衡关系,分别用平衡方程式表示为Cl2(aq)+H2O?HClO+H++Cl-; HClO?H++ClO-,Cl2(g)?Cl2(aq);
故答案为:Cl2(aq)+H2O?HClO+H++Cl-,HClO?H++ClO-,Cl2(g)?Cl2(aq);
(2)ClO2是一种新的消毒剂,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,结合原则守恒和电子守恒写出该反应的化学方程Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2;
故答案为:Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2;
(3)工业上还可用下列方法制备ClO2,在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3,氯离子失电子在阳极生成氯酸根离子,电极反应为:Cl--6e-+3 H2O=6H++ClO3-;
故答案为:阳; Cl--6e-+3 H2O=6H++ClO3-;
(4)①图象分析可知,能量越高越活泼,+3价的离子最活泼为ClO2-;
故答案为:ClO2-;
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=(62kJ/mol+2×0kJ/mol)-3×60kJ/mol=-116kJ/mol,所以该热化学反应方程式为3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)△H=-116kJ/mol,
故答案为:3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)△H=-117kJ/mol.

点评 本题以氯水为载体考查了化学平衡常数的计算、物质的稳定性等知识点,正确分析图象中各个物理量的关系是解本题关键,再结合盖斯定律、物质的性质等知识点来分析解答,题目难度中等.

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