Question

卤素单质的性质活泼，卤素的化合物应用广泛，研究卤素单质及其化合物具有重要意义．
（1）在光照条件下，氯气和氢气反应过程如下：
①Cl₂→Cl+Cl ②Cl+H₂→HCl+H ③H+Cl→HCl+Cl氯元素的原子结构示意图为

 

．
（2）二氧化氯（ClO₂）是一种广泛用于水处理消毒剂，与Cl₂相比，ClO₂不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有害的有机氯化物．制备Cl0₂的方法有以下两种：
2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O…①
2NaClO₂+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O…②
你认为哪种方法最佳

 

（填序号），理由是

 

．
（3）工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氯气，请写出反应的离子方程式

 

．
（4）碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的特点．一定温度下，灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应：W（s）+I₂（g）?WI₂（g）．为模拟上述反应，准确称取0.508g碘、0.736g金属钨置于50.0mL的密闭容器中，加热使其反应．如图是WI₂（g）的物质的量随时间变化关系图象，其中曲线I（0～t₂时间段）的反应温度为T₁，曲线Ⅱ（从t₂开始）的反应温度为T₂，且T₂＞T₁．则：①该反应的△H

 

0（填“＞”、=或“＜”）
②从反应开始到t₁时间内的平均反应速率v（I₂）=

 

．
③下列说法中不正确的是

 

（填序号）．
A．该反应的平衡常数表达式是K=

c(WI2)

c(W)?c(I2)

B．灯丝附近温度越高，灯丝附近区域WI₂越易变为W而重新沉积到灯丝上
C．利用该反应原理可以提纯钨
（5）25℃时，向5mL含有KCI和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中，滴加6mL 0．lmol/L的AgNO₃溶液，先生成的沉淀是

 

，溶液中离子浓度由大到小的顺序是

 

[不考虑H⁺和OH^-．25℃时K_甲（AgCl）=1.8×10^-10、K_甲（AgI）=8.3×10^-17]．
（6）Mg常用作提纯Ti的试剂，已知：
①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）△H=-64kJ/mol
②Ti（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）△H=-770kJ/mol
请写出Mg与液态TiCl₄反应提纯钛的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,氯碱工业,热化学方程式,化学平衡的影响因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：化学平衡专题,元素及其化合物

分析：（1）Cl原子核外有3个电子层，最外层电子数为7；
（2）制备物质，应尽可能考虑原料的利用率以及环境污染等问题；
（3）电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠；
（4）①由图象可知，升高温度，WI₂的物质的量减小，说明平衡逆向移动；
②根据公式v=

△c

△t

来计算反应速率；
③化学平衡常数=

生成物浓度系数次方的乘积

反应物浓度系数次方的乘积

；
（5）越是难溶的沉淀越容易生成，结合物质的量的多少以及反应的程度比较；
（6）根据盖斯定律来计算反应的焓变，以此书写热化学方程式．

解答： 解：（1）Cl原子核外有3个电子层，最外层电子数为7，原子结构示意图为：，故答案为：；
（2）根据反应方程式，方法①制备ClO₂的产物氯气有毒，对空气会造成污染，而方法②生成的氧气是不会造成污染的，
故答案为：②；ClO₂中混有O₂，不会产生对人体有害的物质；
（3）电解饱和食盐水的原理方程式为：2C1^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2C1^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（4）①根据图示，温度越高，WI₂（g）的物质的量反而越小，即平衡向左进行，而升高温度，化学平衡向着吸热方向进行，所以逆向是吸热方向，正向是放热的，故△H小于0，故答案为：＜；
②从反应开始到t₁时间内，结合图象，生成WI₂（g）的物质的量为1.8×10^-3mol，所以碘单质的物质的量减少1.8×10^-3mol，
v=

△c

△t

=

1.8×10-3-mol 0.05L

t1min

=

0.036

t1

mol?L^-1?min^-1，
故答案为：

0.036

t1

mol?L^-1?min^-1；
③A．化学平衡常数=

生成物浓度系数次方的乘积

反应物浓度系数次方的乘积

，但是固体单质W不列入表达式中，故A错误；
B．灯丝附近温度越高，化学平衡越向着吸热方向即逆向进行，灯丝附近区域WI₂越易变为W而重新沉积到灯丝上，故B正确；
C．通过碘与钨的反应可分离、提纯钨，然后再加高温度下，通过碘易升华的性质分离碘和钨，故C正确；
故答案为：A；
（5）碘化银的溶度积最小，越容易生成，溶液混合反应之后，溶液的组成为：含有0.001mol的钾离子，0.0006mol的硝酸根离子，以及0.0004mol的氯离子，碘化银沉淀生成，碘离子全沉淀，氯化银沉淀也产生，均为0.0005mol但是AgCl的电离程度大，故答案为：AgI； c（K⁺）＞c（NO^-₃）＞c（Cl^-）＞c（Ag⁺）＞c（I^-）；
（6）根据盖斯定律来计算反应的焓变，目标反应=①×2-②，即热化学方程式为：2Mg（s）+TiCl₄（1）=2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol^-1，
故答案为：2Mg（s）+TiCl₄（1）=2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol^-1．

点评：本题综合考查氯气和氯水的性质，为高频考点，侧重学生的分析、计算能力的考查，题目较为综合，难度较大，注意把握题给信息，根据反应的现象判断生成物进而书写相关反应的方程式．