Question

2．鹵素單質的性質活潑，鹵素的化合物應用廣泛，運用化學反應原理研究鹵族元素的有關性質具有重要意義．
（1）下列關于氯水的敘述正確的是AEF（填寫序號）．
A．氯水中存在兩種電離平衡
B．向氯水中通入SO₂，其漂白性增強
C．向氯水中通入氯氣，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（Cl{O}^{-}）}$減小
D．加水稀釋氯水，溶液中的所有離子濃度均減小
E．加水稀釋氯水，水的電離平衡向正反應方向移動
F．向氯水中加少量固體NaOH，可能有c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-）
（2）常溫下，已知25℃時有關弱酸的電離平衡常數：

弱酸化學式	HClO	H2CO3
電離平衡常數	K=3.0×10-8	K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11

寫出84消毒液（主要成分為NaClO）露置在空氣中發生反應的有關化學方程式NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃．若將84消毒液與潔廁劑（含有濃鹽酸）混合使用可能會導致中毒，請用離子方程式解釋有關原因ClO^-+Cl^-+2H⁺═Cl₂↑+H₂O．
（3）二氧化氯（ClO₂）為一種黃綠色氣體，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑．工業上制備ClO₂的反應原理常采用：2NaClO₃+4HCl（濃）═2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl．
①濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是B（填序號）．
A．只有還原性  B．還原性和酸性
C．只有氧化性  D．氧化性和酸性
②若上述反應中產生0.1mol ClO₂，則轉移電子的物質的量為0.1mol．
③ClO₂對污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明顯的去除效果．現用ClO₂將CN^-氧化，有兩種氣體生成，其離子反應方程式為2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-．

Answer 1

分析 （1）氯水中存在次氯酸的電離和水的電離兩種電離平衡；向氯水中通入SO₂，二者反應生成硫酸和鹽酸，其漂白性減弱；當氯水飽和時再通氯氣，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（Cl{O}^{-}）}$不變，若氯水不飽和再通氯氣酸性增強會抑制次氯酸的電離，故比值增大；加水稀釋氯水，溶液中的OH^-濃度增大；加水稀釋氯水，酸性減弱，對水的電離抑制作用減弱，故水的電離平衡向正反應方向移動；向氯水中加入少量固體NaOH，當溶液呈中性時，根據電荷守恒可推導出：c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-）；
（2）由于次氯酸的酸性介于碳酸的兩級電離常數之間，因此84消毒液露置在空氣中與二氧化碳反應只能生成碳酸氫鈉；
（3）①HCl中的氯元素在產物存在于Cl₂，氯元素的化合價升高，氯元素被氧化，存在NaCl中氯元素的化合價未變化，據此解答；
②ClO₂是還原產物，氯元素的化合價由+5價降低為+4價，轉移電子物質的量等于ClO₂的物質的量；
③ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，應生成氮氣與二氧化碳，同時生成氯離子．

解答 解：（1）A．氯水中存在次氯酸的電離和水的電離兩種電離平衡，故A正確；
B．向氯水中通入SO₂，二者反應生成硫酸和鹽酸，其漂白性減弱，故B錯誤；
C．當氯水飽和時再通氯氣，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（Cl{O}^{-}）}$不變，若氯水不飽和再通氯氣酸性增強會抑制次氯酸的電離，故比值增大，故C錯誤；
D．加水稀釋氯水，溶液中的OH^-濃度增大，故D錯誤；
E．加水稀釋氯水，酸性減弱，對水的電離抑制作用減弱，故水的電離平衡向正反應方向移動，故E正確；
F．向氯水中加入少量固體NaOH，當溶液呈中性時，根據電荷守恒可推導出：c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-），故F正確；
故答案為：AEF；
（2）由于次氯酸的酸性介于碳酸的兩級電離常數之間，因此84消毒液露置在空氣中與二氧化碳反應只能生成碳酸氫鈉，
方程式為NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃，ClO^-與Cl^-在酸性條件下發生氧化還原反應生成，離子方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺═Cl₂↑+H₂O，
故答案為：NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃；ClO^-+Cl^-+2H⁺═Cl₂↑+H₂O；
（3）①HCl中的氯元素在產物存在于Cl₂，氯元素的化合價升高，氯元素被氧化，HCl起還原劑注意，同時存在NaCl中氯元素的化合價未變化，故HCl還起酸的作用，故答案為：B；
②ClO₂是還原產物，氯元素的化合價由+5價降低為+4價，轉移電子物質的量為0.1mol×（5-4）=0.1mol，
故答案為：0.1mol；
③ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種氣體，應生成氮氣與二氧化碳，同時生成氯離子，反應離子方程式為：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-，
故答案為：2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-．

點評 本題綜合考查氯氣和氯水的性質，題目較為綜合，難度較大，注意把握題給信息，根據反應的現象判斷生成物進而書寫相關反應的方程式．