Question

4．氯氣是重要的化工原料，有廣泛的用途．
（1）氯氣的電子式是．
（2）電解飽和食鹽水制氯氣的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH．
（3）工業上用H₂和Cl₂反應制HCl，反應的能量變化如圖所示：
①該反應的熱化學方程式是H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△=-183kJ/mol．
②實驗室配制FeCl₃溶液時，將FeCl₃固體溶解在稀鹽酸中，請結合離子方程式用平衡移動原理解釋原因．氯化鐵溶液中存在如下平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，在鹽酸中氫離子濃度較大，可使平衡逆向移動，一直鐵離子水解．
（4）新制飽和氯水中存在：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，為使平衡向正反應方向移動，下列措施可行的是ab．
a．加少量NaOH固體      b．加CaCO₃固體      c．加NaCl固體
（5）“氯胺（NH₂Cl）消毒法”是在用液氯處理自來水的同時通入少量氨氣，發生反應：Cl₂+NH₃=NH₂Cl+HCl．NH₂Cl能與水反應生成可以殺菌消毒的物質，該反應中元素的化合價不變．
①NH₂Cl與水反應的化學方程式是NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃．
②在Cl₂+NH₃=NH₂Cl+HCl中，每消耗11.2L Cl₂（標準狀況下），轉移電子NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃ mol．

Answer 1

分析 （1）Cl 原子最外層7個電子，通過一對共用電子對形成分子；
（2）Cl^-在陽極放電，H²O 中的H⁺在陰極放電，產物分別為Cl₂、H₂和OH^-；
（3）①根據圖中鍵能數據，應用“△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能”即可求得反應熱，注意熱化學方程式需要注明物質狀態；
②因為Fe³⁺存在水解平衡且水解后溶液顯酸性，所以通過增大H⁺濃度的方式抑制Fe³⁺水解；
（4）可使溶液中的平衡正向移動的方法有：升溫（吸熱反應）或降溫（放熱反應）、增大反應物濃度、降低生成物濃度（加可與生成物反應的物質）；
（5）①根據題目信息“生成可以殺菌消毒的物質”可知一種產物為HClO，根據守恒的原則，另一種產物為NH₃；
②只有Cl元素化合價發生變化，氯氣的物質的量為0.5mol，化合價分別由0價變化為-1價、+1價．

解答 解：（1）Cl原子最外層7個電子，通過一對共用電子對形成分子，電子式為，故答案為：；
（2）Cl^-在陽極放電，H²O 中的H⁺在陰極放電，產物分別為Cl₂、H₂和OH^-，離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH；
（3）①△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能”=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol，則熱化學方程式為H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△=-183kJ/mol，
故答案為：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△=-183kJ/mol；
②因為Fe³⁺存在水解平衡且水解后溶液顯酸性，離子方程式為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，所以通過增大H⁺濃度的方式抑制Fe³⁺水解，
故答案為：氯化鐵溶液中存在如下平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，在鹽酸中氫離子濃度較大，可使平衡逆向移動，一直鐵離子水解；
（4）可使溶液中的平衡正向移動的方法有：升溫（吸熱反應）或降溫（放熱反應）、增大反應物濃度、降低生成物濃度（加可與生成物反應的物質），可加入碳酸鈣后氫氧化鈉，可使平衡正向移動，故答案為：ab；
（5）①根據題目信息“生成可以殺菌消毒的物質”可知一種產物為HClO，根據守恒的原則，另一種產物為NH₃，方程式為NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃，
故答案為：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃；
②只有Cl元素化合價發生變化，氯氣的物質的量為0.5mol，化合價分別由0價變化為-1價、+1價，則轉移電子0.5mol，故答案為：0.5．

點評 本題綜合考查元素化合物與基本理論知識，為高考常見題型，側重于學生的分析、計算能力的考查，注意把握電極方程式的書寫以及鹽類水解的原理，難度不大．