Question

氯氣及其化合物在工農業生產和人類生活中都有著重要的應用。   
（1）Ca（ClO）₂、NaClO、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑是因為它們都具有__________性，請寫出工業上用氯氣和NaOH溶液生產消毒劑NaClO的離子方程式____________________。
（2）棕黃色強刺激性氣體Cl₂O為國際公認高效安全滅菌消毒劑之一，實驗室可用潮濕的Cl₂與Na₂CO₃反應制取少量Cl₂O，配平并補充完整下列反應方程式：
______Cl₂＋_______Na₂CO₃＋________＝_______NaHCO₃＋____NaCl＋____ Cl₂O
（3）黃色氣體ClO₂可用于污水殺菌和飲用水凈化。
①KClO₃與SO₂在強酸性溶液中反應可制得ClO₂，此反應的離子方程式為__________。
②ClO₂遇濃鹽酸會生成Cl₂，每生成1mol Cl₂轉移電子的物質的量為__________。
③ClO₂可將廢水中的Mn^2＋轉化為MnO₂而除去，本身還原為Cl^－，該反應過程中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_________________。
（4）用Cl₂生產某些含氯有機物時會產生副產物HCl。利用反應4HCl＋O₂2Cl₂＋2H₂O，可實現氯的循環利用。
已知：①上述反應中，4mol HCl被氧化放出115．6kJ的熱量。
②
則斷開1 mol H－O鍵與斷開1 mol H－Cl鍵所需能量相差約為_________kJ，H₂O中
H—O鍵比HC1中H—Cl鍵（填“強”或“弱”）__________。

Answer 1

（14分）（1）強氧化性（1分）  Cl₂＋2OH^－＝ClO^－＋Cl^－＋H₂O（2分）
（2）2  2  H₂O   2  2  1（水分子1分，系數1分，共2分）
（3）①2ClO^－＋SO₂＝2ClO₂＋SO₄^2－（2分） ②1.6mol（2分） ③2:5（2分）
（4）32（2分） 強（1分）

解析試題分析：（1）Ca（ClO）₂、NaClO、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑是因為它們都具有強氧化性。氯氣能被氫氧化鈉溶液吸收，所以工業上用氯氣和NaOH溶液生產消毒劑NaClO，有關反應的離子方程式是Cl₂＋2OH^－＝ClO^－＋Cl^－＋H₂O。
（2）根據物質的化學式可知，反應前后元素化合價發生變化的是氯元素。其中部分氯元素的化合價從0價升高到＋1價，部分降低到－1價，所以根據電子的得失守恒可知，還原劑和氧化劑的物質的量之比是2:1.根據原子守恒可知，反應前還有水參加，所以配平后的方程式是2 Cl₂＋2Na₂CO₃＋H₂O＝2NaHCO₃＋2NaCl＋Cl₂O.
（3）①KClO₃與SO₂在強酸性溶液中反應可制得ClO₂，在反應中SO₂被氧化生成硫酸鉀，所以此反應的離子方程式為2ClO^－＋SO₂＝2ClO₂＋SO₄^2－。
②ClO₂遇濃鹽酸會生成Cl₂，則該反應的化學方程式是2ClO₂＋8HCl(濃)＝4H₂O＋5Cl₂↑。根據方程式可知反應中轉移電子的個數是8個，所以每生成1mol Cl₂轉移電子的物質的量為8mol÷5＝1.6mol。
③ClO₂可將廢水中的Mn^2＋轉化為MnO₂而除去，本身還原為Cl^－。在反應中氯元素的化合價從＋4價降低到－1價，得到5個電子。Mn元素的化合價從＋2價升高到＋4價，失去2個電子，所以根據電子的得失守恒可知，該反應過程中氧化劑與還原劑的物質的量之比為2:5。
（4）設斷開1 mol H－O鍵與斷開1 mol H－Cl鍵所需能量分別是x與y，由于反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，所以根據題意可知4y＋498kJ－2×243 kJ－4x＝－115.6 kJ，解得x－y＝32 kJ，因此H₂O中H—O鍵比HC1中H—Cl鍵強。
考點：考查氧化還原反應的判斷、計算、方程式的配平以及反應熱的計算等