Question

16．氯元素是生產生活中常見的非金屬元素．
（1）將Cl₂通入NaOH溶液中得到以NaClO為有效成分的漂白液，寫出該反應的離子方程式Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；不直接用Cl₂作漂白劑的原因是Cl₂的溶解度不大，生成的HClO不穩定且難以保存，使用起來不方便（寫出兩條）．
（2）使用Cl₂為自來水消毒時，會與水中的有機物生成對人體有害的有機氯化物．下列物質中可以替代Cl₂為自來水殺菌消毒的是ad（填字母序號）．
a．臭氧        b．NH₃       c．明礬         d．ClO₂
（3）生物質混煤燃燒是當今能源燃燒利用的最佳方式之一，但生物質中氯含量較多，燃燒過程中會形成金屬氯化物（如NaCl）和Cl₂等物質，對金屬爐壁造成腐蝕．
①NaCl和Cl₂中化學鍵的類型分別是離子鍵和共價鍵．
②燃煤過程中生成的SO₂會與NaCl等物質發生反應，生成硫酸鹽和Cl₂．若生成Cl₂ 22.4L（標況）時轉移電子數為4×6.02×10²³，該反應的化學方程式是2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂．
③已知：
2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
在催化劑作用下，用H₂O₂（l）可除去上述燃燒過程中產生的Cl₂．依據上述已知反應，寫出該反應的熱化學方程式：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸與水；Cl₂的溶解度不大，生成的HClO不穩定且難以保存，使用起來不方便等，不直接用Cl₂作漂白劑；
（2）替代Cl₂為自來水殺菌消毒的物質應具有強氧化性；
（3）①NaCl屬于離子化合物，含有離子鍵，Cl₂中氯原子之間形成共價鍵；
②由題目信息可知，SO₂與NaCl等物質生成硫酸鈉和Cl₂，根據S、O原子比例關系可知，應有氧氣參與反應，配平書寫化學方程式；
③發生反應：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），
已知：①2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
③Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
根據蓋斯定律，①×$\frac{1}{2}$+③-②可得：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），反應熱也進行相應的計算，進而書寫熱化學方程式．

解答 解：（1）氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸與水，反應離子方程式為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，應用Cl₂的溶解度不大，生成的HClO不穩定且難以保存，使用起來不方便等，不直接用Cl₂作漂白劑，
故答案為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；Cl₂的溶解度不大，生成的HClO不穩定且難以保存，使用起來不方便；
（2）替代Cl₂為自來水殺菌消毒的物質應具有強氧化性，可以用臭氧、ClO₂代替，氨氣不能殺菌消毒、硫酸鋁可以除去懸浮物質，不能殺菌消毒，故選：ad；
（3）①NaCl屬于離子化合物，含有離子鍵，Cl₂中氯原子之間形成共價鍵，故答案為：離子鍵；共價鍵；
②由題目信息可知，SO₂與NaCl等物質生成硫酸鈉和Cl₂，根據S、O原子比例關系可知，應有氧氣參與反應，反應化學方程式為：2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂，故答案為：2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂；
③發生反應：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），
已知：①2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H₁=-196.46kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.84kJ•mol^-1
③Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₃=-184.60kJ•mol^-1
根據蓋斯定律，①×$\frac{1}{2}$+③-②可得：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g），△H=（-196.46kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$+（-184.60kJ•mol^-1）-（-285.84kJ•mol^-1）=+3.01kJ•mol^-1，故熱化學方程式為：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol，
故答案為：H₂O₂（l）+Cl₂（g）=2HCl（g）+O₂（g）△H=+3.01 kJ/mol．

點評 本題考查氯氣性質、化學鍵、方程式書寫、蓋斯定律應用等，難度不大，側重考查學生對知識的遷移應用．