Question

【题目】氯及其化合物在生产生活中都有重要的应用。

(1)已知HClO的杀菌能力比ClO-强。25℃时将氯气溶于水形成氯气—氯水体系，该体系中Cl2、HClO和ClO-的物质的量分数（a）随pH变化的关系如图所示。由图分析，要使氯水的杀菌效果最好，应控制溶液的pH范围是_____________，当pH=7.5时，氯水中含氯元素的微粒有_____________________。

(2)工业上用氯气与石灰乳生产漂白粉的化学方程式为_______________________。

(3)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的高效、安全的杀菌消毒剂。工业上制备ClO2的反应为2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = K2SO4 + 2ClO2↑+ 2X + 2H2O。

①X的化学式为______________。

②ClO2和Cl2均是生活中常用的消毒剂，ClO2的消毒效率是Cl2的_______倍（消毒效率以物质单位物质的量得到的电子数表示，还原产物均为Cl-。）

Answer 1

【答案】2 < pH < 6 HClO、ClO-、Cl- 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O CO2 2.5

【解析】

(1)HClO的杀菌能力比ClO﹣强，则HClO含量越大其杀菌效果越好；该体系中存在的平衡有氯气和水反应平衡、次氯酸的电离平衡、氯气的溶解平衡；

(2)用氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水；

(3)①工业上制备ClO2的反应原理为：2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4＝K2SO4+2ClO2+2X+2H2O，原子守恒得到X的化学式；

②每摩尔Cl2得到2mol电子，而每摩尔ClO2得到5mol电子，根据电子守恒分析。

(1)HClO的杀菌能力比ClO﹣强，则HClO含量越大其杀菌效果越好，根据图知，pH＝2～6时HClO含量较高，所以2 < pH < 6 时漂白效果较好；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)+H2OHClO+H++Cl﹣、HClOH++ClO﹣、Cl2(g)Cl2(aq)，当pH＝7.5时，氯水中含氯元素的微粒有：HClO、ClO﹣、Cl﹣；

(2)工业上用氯气与石灰乳反应生产漂白粉的化学方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；

(3)①工业上制备ClO2的反应原理为：2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4＝K2SO4+2ClO2+2X+2H2O，原子守恒得到X为CO2；

②ClO2和Cl2的还原产物都为Cl﹣，每摩尔Cl2得到2mol电子，而每摩尔ClO2得到5mol电子，则所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。