Question

5．氯及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)、生活中有重要的作用．請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題．
（1）已知20mL 0.50mol/L鹽酸和20mL 0.55mol/L NaOH溶液中和反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-a kJ/mol（a＞0）．若將上述鹽酸用20mL 0.25mol/L稀硫酸替代，則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄ （aq）+2H₂O （l）△H=-200a kJ/mol．
（2）用離子方程式解釋家用潔廁靈（含鹽酸）不能與漂白液混合使用的原因：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．
（3）將一定量飽和氯水加入到盛有大理石粉末的試管中，充分振蕩，可觀察到粉末逐漸消失，氯水淺黃綠色逐漸褪去，同時(shí)產(chǎn)生少量氣體，再向上述溶液中滴加幾滴石蕊試劑，發(fā)現(xiàn)試劑紫色迅速褪去，其原因是大理石消耗了氯水中的H⁺，而使Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO的平衡向正向移動(dòng)，使HClO濃度加大，故漂白速率增大，漂白效果增強(qiáng)．
（4）鐵制品直接接觸漂白液時(shí)會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其正極的電極反應(yīng)為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．
（5）30℃時(shí)含NaClO質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同但pH均為11的三種溶液，NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示：
①由圖示得出的結(jié)論：相同條件下，NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，分解速率越快．
②忽略溶液體積變化，設(shè)漂白液的密度為1g/cm³，計(jì)算Ⅰ曲線2d～4d（以2d計(jì)）內(nèi)平均分解速率v（NaClO）=0.05 mol/（L•d）．
③工業(yè)上用電解冷飽和食鹽水的方法可制得NaClO，寫出其總反應(yīng)的離子方程式：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）20mL 0.50mol/L鹽酸和20mL 0.55mol/L NaOH溶液中和反應(yīng)，鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol，反應(yīng)生成0.01mol水，其反應(yīng)熱△H=-a kJ/mol（a＞0），則生成2mol水放出的熱量為200akJ；
（2）酸性條件下，氯離子與次氯酸根離子反應(yīng)生成氯氣；
（3）氯水中存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，加碳酸鈣消耗氫離子，平衡正移；
（4）Fe與次氯酸根離子形成原電池時(shí)，次氯酸根離子在正極上得電子；
（5）①NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，反應(yīng)所用時(shí)間越短；
②設(shè)溶液的體積為1L，則在2d時(shí)次氯酸鈉的質(zhì)量為1000×6.500%=65.00g，4d時(shí)次氯酸鈉的質(zhì)量為1000×5.755%=57.55g，其質(zhì)量變化為7.45g，再求出物質(zhì)的量變化及反應(yīng)速率；
③電解冷飽和食鹽水，在陰極上氫離子得電子生成氫氣，氯離子在陽(yáng)極失電子生成次氯酸根離子．

解答 解：（1）20mL 0.50mol/L鹽酸和20mL 0.55mol/L NaOH溶液中和反應(yīng)，鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol，反應(yīng)生成0.01mol水，其反應(yīng)熱△H=-a kJ/mol（a＞0），則生成2mol水放出的熱量為200akJ，則稀硫酸與氫氧化鈉的熱化學(xué)方程式為H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄ （aq）+2H₂O （l）△H=-200a kJ/mol；
故答案為：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄ （aq）+2H₂O （l）△H=-200a kJ/mol；
（2）酸性條件下，氯離子與次氯酸根離子反應(yīng)生成氯氣，氯氣屬于有毒氣體，其反應(yīng)的離子方程為：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
故答案為：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）氯水中存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，加碳酸鈣消耗氫離子，生成二氧化碳，平衡正移，則反應(yīng)的現(xiàn)象為氯水淺黃綠色逐漸褪去，同時(shí)產(chǎn)生少量氣體；由于Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO的平衡正向移動(dòng)，使HClO濃度加大，故漂白速率增大，漂白效果增強(qiáng)，所以溶液中滴加幾滴石蕊試劑，發(fā)現(xiàn)試劑紫色迅速褪去；
故答案為：氯水淺黃綠色逐漸褪去，同時(shí)產(chǎn)生少量氣體；大理石消耗了氯水中的H⁺，而使Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO的平衡向正向移動(dòng)，使HClO濃度加大，故漂白速率增大，漂白效果增強(qiáng)；
（4）Fe與次氯酸根離子形成原電池時(shí)，次氯酸根離子在正極上得電子，則正極的電極反應(yīng)式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
（5）①由圖可知，NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，反應(yīng)所用時(shí)間越短，反應(yīng)速率越快；
故答案為：相同條件下，NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，分解速率越快；
②設(shè)溶液的體積為1L，溶液的密度為1g/cm³，則在2d時(shí)次氯酸鈉的質(zhì)量為1000×6.500%=65.00g，4d時(shí)次氯酸鈉的質(zhì)量為1000×5.755%=57.55g，
其質(zhì)量變化為7.45g，
則△n=$\frac{m}{M}$=$\frac{7.45g}{74.5g/mol}$=0.1mol，v=$\frac{\frac{0.1mol}{1L}}{2d}$=0.05mol/（L•d）；
故答案為：0.05；
③電解冷飽和食鹽水，在陰極上氫離子得電子生成氫氣，氯離子在陽(yáng)極失電子生成次氯酸根離子，則電解反應(yīng)的離子方程式：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑；
故答案為：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式、有關(guān)方程式的計(jì)算、原電池原理和電解池原理的應(yīng)用、反應(yīng)速率的計(jì)算等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．