Question

16．氯氣是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，是一種常用的消毒劑，其消毒原理是與水反應生成了次氯酸：Cl₂+H₂O?HCl+HClO  K=4.5×10^-4
次氯酸的強氧化性能殺死水中的病菌（不直接用次氯酸為自來水消毒是因為次氯酸易分解，且毒性較大）．但是，由于氯氣貯運不方便，且具有一定的危險性，目前正逐漸被其他性能優(yōu)越的消毒產(chǎn)品所替代．請回答：
（1）氯堿工業(yè)生產(chǎn)氯氣的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．
（2）使用氯氣為自來水消毒可以有效地控制次氯酸的濃度，請結合平衡常數(shù)解釋原因：由氯氣與水反應的平衡常數(shù)可知，生成的HClO的濃度較低，HClO消耗，平衡正向移動，補充HClO．
（3）84消毒液與氯氣相比具有貯運方便等優(yōu)點，用氯氣與燒堿溶液反應制備84消毒液的離子方程式為Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）二氧化氯是目前國際上公認的最新一代的高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑．我國科學家研發(fā)了用氯氣氧化亞氯酸鈉（NaClO₂）固體制備二氧化氯的方法，其化學方程式為Cl₂+2NaClO₂═2ClO₂+2NaCl．
（5）一位同學設計了一套用濃鹽酸和KMnO₄固體制取少量氯氣并比較氯氣與碘單質的氧化性強弱的微型裝置（如圖）．
①下列溶液能吸收Cl₂的是BC（填字母序號）．
A．飽和食鹽水        B．飽和Na₂SO₃溶液C．飽和NaOH溶液    D．濃硫酸
②能說明Cl₂的氧化性強于I₂的實驗現(xiàn)象是濕潤淀粉碘化鉀試紙變藍．
③請用原子結構知識解釋Cl₂的氧化性強于I₂的原因：氯原子電子層數(shù)少于碘原子，原子半徑小，得電子能力強．

Answer 1

分析 （1）氯堿工業(yè)用電解飽和食鹽水的方法制備氯氣；
（2）氯氣與水反應的平衡常數(shù)較小，生成的HClO的濃度較低，HClO消耗，平衡正向移動，補充HClO；
（3）氯氣與燒堿溶液反應生成NaCl和NaClO；
（4）反應反應物和生成物結合質量守恒定律可書寫化學方程式；
（5）①根據(jù)氯氣具有氧化性以及能與堿反應的性質判斷；
②可用淀粉碘化鉀試紙檢驗；
③氯水中存在Cl₂+H₂O?HCl+HClO平衡，為可逆反應，根據(jù)濃度對平衡一定的影響分析．

解答 解：（1）氯堿工業(yè)用電解飽和食鹽水的方法制備氯氣，反應的方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（2）氯氣與水反應的平衡常數(shù)較小，生成的HClO的濃度較低，HClO消耗，平衡正向移動，補充HClO，可以有效地控制次氯酸的濃度，
故答案為：由氯氣與水反應的平衡常數(shù)可知，生成的HClO的濃度較低，HClO消耗，平衡正向移動，補充HClO；
（3）氯氣與燒堿溶液反應生成NaCl和NaClO，反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）反應物為Cl₂和NaClO₂，根據(jù)題意結合質量守恒定律可知生成物應為ClO₂和NaCl，
則反應的方程式為Cl₂+2NaClO₂═2ClO₂+2NaCl，
故答案為：Cl₂+2NaClO₂═2ClO₂+2NaCl；
（5）①A．氯氣難溶于飽和食鹽水，故A錯誤；        
B．氯氣具有氧化性，可與飽和Na₂SO₃溶液發(fā)生氧化還原反應而被吸收，故B正確；
C．氯氣和與飽和NaOH溶液反應而被吸收，故C正確；    
D．濃硫酸與氯氣不反應，不能吸收氯氣，故D錯誤．
故答案為：BC；
②氯氣可氧化KI生成單質碘，淀粉遇碘變藍色，則可用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗，現(xiàn)象為試紙變藍，
故答案為：濕潤淀粉碘化鉀試紙變藍；
③氯、溴位于同一主族，氯原子半徑小于溴，得電子能力較強，
故答案為：氯原子電子層數(shù)少于碘原子，原子半徑小，得電子能力強．

點評 本題考查較為綜合，涉及氯氣的制備、性質以及檢驗等題目，難度中等，學習中注意 相關基礎知識的積累．