Question

【题目】Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。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变化的关系如图一所示。

（1）已知HClO的杀菌能力比ClO－强，由图一分析，用氯气处理饮用水时，pH＝7.5与pH＝6时杀菌效果强的是。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。
（2）ClO2是一种易爆炸的强氧化性气体，是一种良好的新型消毒剂。工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2 ， 该反应的化学方程式为。最近，科学家又研究出了在酸性溶液中用草酸钠（Na2C2O4）还原氯酸钠制取ClO2的方法，该反应的离子反应方程式为。此法的优点是。工业上还可用电解法制备ClO2 ， 在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3 ， 然后与盐酸反应得到ClO2。电解过程中NaClO3在极（填“阴”或“阳”）生成，生成ClO3–的电极反应式为。
（3）一定条件下，在水溶液中 1 mol Cl–、1mol ClOx–（x=1、2、3、4）的能量大小与合价的关系如图二所示。从能量角度看，C、D、E中最不稳定的离子是（填离子符号）。B → A + D反应的热化学方程式为（用离子符号表示）。

Answer 1

【答案】
（1）pH=6时；Cl2(aq)＋H2O HClO＋H＋＋Cl－ ， HClO H＋＋ClO－ ， Cl2(g) Cl2(aq)
（2）Cl2+2NaClO2 == 2NaCl+2ClO2；C2O42－＋2ClO3－＋4H＋==2ClO2↑＋2CO2↑＋2H2O；反应中生成的二氧化碳有稀释作用，大大提高了ClO2生产及储存、运输的安全性；阳；Cl－－6e—+3 H2O ＝6H＋＋ClO3－
（3）ClO2－；3ClO－(aq) ＝ 2Cl－(aq)＋ClO3－(aq) △H＝-116kJ/mol
【解析】解：（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=6时HClO含量较高，所以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），
所以答案是：pH=6时；Cl2（aq）+H2OHClO+H++Cl- ， HClOH++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 ，
在酸性溶液中用草酸钠（Na2C2O4）还原氯酸钠制取ClO2 ， 同时生成二氧化碳，反应的离子方程式为C2O42-+2ClO3-+4H+═2ClO2↑+2CO2↑+2H2O，
电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子失电子和水反应生成氯酸根离子和氢离子，电极反应式为Cl--6e-+3 H2O=6H++ClO3- ， 反应中生成的二氧化碳有稀释作用，大大提高了ClO2生产及储存、运输的安全性，
所以答案是：Cl2+2NaClO2═2NaCl+2ClO2；C2O42-+2ClO3-+4H+═2ClO2↑+2CO2↑+2H2O；反应中生成的二氧化碳有稀释作用，大大提高了ClO2生产及储存、运输的安全性；阳； Cl--6e-+3H2O=6H++ClO3-；
（3）图象分析可知，能量越高越活泼，+3价的离子最活泼为ClO2-；
B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO-=ClO3-+2Cl- ， 反应热=（64kJ/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，
所以答案是：ClO2-；3ClO-（aq）=2Cl-（aq）+ClO3-（aq）△H=-116kJ/mol．