Question

氯氣常用于自來水廠殺菌消毒．
（1）工業(yè)上用鐵電極和石墨做為電極電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣，鐵電極作

 

極，石墨電極上的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）氯氧化法是在堿性條件下，用Cl₂將廢水中的CN^-氧化成無毒的N₂和CO₂．該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）氯胺（NH₂Cl）消毒法是在用液氯處理自來水的同時(shí)通入少量氨氣，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+NH₃═NH₂Cl+HCl，生成的NH₂Cl比HClO穩(wěn)定，且能部分水解重新生成HClO，起到消毒殺菌的作用．
①氯胺能消毒殺菌的原因是

 

（用化學(xué)用語表示）．
②氯胺消毒法處理后的水中，氮元素多以NH₄⁺的形式存在．
已知：NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-273kJ?mol^-1
NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═NO₃^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-346kJ?mol^-1
NO₂^-（aq）被O₂氧化成NO₃^-（aq）的熱化學(xué)方程式為

 

．
（4）在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，可以用Na₂S₂O₃將水中殘余的微量Cl₂除去，某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置和藥品制備Na₂S₂O₃．
資料：
Ⅰ．S₂O₃^2-在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在
Ⅱ.25℃時(shí)，
H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺  K=4.4×10^-7
H₂S?HS^-+H⁺  K=1.3×10^-7
H₂SO₃?HSO₃^-+H⁺  K=1.54×10^-2
結(jié)合上述資料回答：
①開始通SO₂時(shí)，在B口檢測到有新的氣體生成，判斷從B口排出的氣體中是否含有H₂S，并寫出判斷依據(jù)

 

．
②為獲得較多的Na₂S₂O₃，當(dāng)溶液的pH接近7時(shí)，應(yīng)立即停止通入SO₂，其原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：鹵族元素

分析：（1）用鐵電極和石墨做為電極電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣，在陽極上放電的是氯離子，據(jù)此回答；
（2）根據(jù)已知信息：Cl₂將廢水中的CN^-氧化成無毒的N₂和CO₂，結(jié)合離子方程式的書寫方法來書寫；
（3）①根據(jù)NH₂Cl能部分水解生成HClO而起到消毒殺菌的作用來回答判斷；
②根據(jù)蓋斯定律來計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變；
（4）①化學(xué)反應(yīng)遵循強(qiáng)酸制取弱酸的規(guī)律，根據(jù)電力平衡常數(shù)的意義來回答；
②硫代硫酸根離子在酸性環(huán)境下不能穩(wěn)定存在，據(jù)此回答．

解答： 解：（1）用鐵電極和石墨做為電極電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣，則在陽極上放電的是氯離子，所以金屬鐵一定是陰極，陽極是石墨，在該電極上發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案為：陰；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
（2）根據(jù)已知信息：Cl₂將廢水中的CN^-氧化成無毒的N₂和CO₂，離子方程式為：5Cl₂+2CN^-+4H₂O═10Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+8H⁺，故答案為：5Cl₂+2CN^-+4H₂O═10Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+8H⁺；
（3）①根據(jù)題中的信息：NH₂Cl能部分水解生成HClO而起到消毒殺菌的作用，即氯胺能消毒殺菌的原因是NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO，故答案為：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO；
②已知：A、NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-273kJ?mol^-1
B、NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═NO₃^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-346kJ?mol^-1
NO₂^-（aq）被O₂氧化成NO₃^-（aq）2NO₂^-（aq）+O₂（g）═2NO₃^-（aq）的反應(yīng)可以是2B-2A得到的，
所以該反應(yīng)的△H=2×（-346kJ?mol^-1）+2×273kJ?mol^-1=-146kJ?mol^-1，
故答案為：2NO₂^-（aq）+O₂（g）═2NO₃^-（aq）△H=-146kJ?mol^-1；
（4）①開始通SO₂時(shí)，由電離常數(shù)知H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂S，所以溶液中的S^2-與H₂SO₃反應(yīng)生成H₂S，故答案為：含H₂S，由電離常數(shù)知H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂S，溶液中的S^2-與H₂SO₃反應(yīng)生成H₂S；
②通入過多SO₂會(huì)使溶液的pH小于7，硫代硫酸根離子在酸性環(huán)境下不能穩(wěn)定存在，不能獲得較多的Na₂S₂O₃，故答案為：S₂O₃^2-在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及鹵素單質(zhì)的性質(zhì)以及熱化學(xué)、電化學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．