Question

【題目】氯及其化合物在生產生活中都有重要的應用。

(1)已知HClO的殺菌能力比ClO-強。25℃時將氯氣溶于水形成氯氣—氯水體系，該體系中Cl2、HClO和ClO-的物質的量分數(shù)（a）隨pH變化的關系如圖所示。由圖分析，要使氯水的殺菌效果最好，應控制溶液的pH范圍是_____________，當pH=7.5時，氯水中含氯元素的微粒有_____________________。

(2)工業(yè)上用氯氣與石灰乳生產漂白粉的化學方程式為_______________________。

(3)二氧化氯(ClO2)是國際上公認的高效、安全的殺菌消毒劑。工業(yè)上制備ClO2的反應為2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = K2SO4 + 2ClO2↑+ 2X + 2H2O。

①X的化學式為______________。

②ClO2和Cl2均是生活中常用的消毒劑，ClO2的消毒效率是Cl2的_______倍（消毒效率以物質單位物質的量得到的電子數(shù)表示，還原產物均為Cl-。）

Answer 1

【答案】2 < pH < 6 HClO、ClO-、Cl- 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O CO2 2.5

【解析】

(1)HClO的殺菌能力比ClO﹣強，則HClO含量越大其殺菌效果越好；該體系中存在的平衡有氯氣和水反應平衡、次氯酸的電離平衡、氯氣的溶解平衡；

(2)用氯氣與石灰乳反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水；

(3)①工業(yè)上制備ClO2的反應原理為：2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4＝K2SO4+2ClO2+2X+2H2O，原子守恒得到X的化學式；

②每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，根據(jù)電子守恒分析。

(1)HClO的殺菌能力比ClO﹣強，則HClO含量越大其殺菌效果越好，根據(jù)圖知，pH＝2～6時HClO含量較高，所以2 < pH < 6 時漂白效果較好；含氯的物質存在平衡的狀態(tài)為氯氣和水反應，次氯酸電離平衡，液態(tài)氯氣和氣態(tài)氯氣的平衡等，氯氣﹣氯水體系中，存在多個含氯元素的平衡關系，分別用平衡方程式表示為Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl﹣、HClOH++ClO﹣、Cl2(g)Cl2(aq)，當pH＝7.5時，氯水中含氯元素的微粒有：HClO、ClO﹣、Cl﹣；

(2)工業(yè)上用氯氣與石灰乳反應生產漂白粉的化學方程式為：2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；

(3)①工業(yè)上制備ClO2的反應原理為：2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4＝K2SO4+2ClO2+2X+2H2O，原子守恒得到X為CO2；

②ClO2和Cl2的還原產物都為Cl﹣，每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，則所需Cl2的物質的量是ClO2的2.5倍。