Question

Cl₂及其化合物在生产、生活中有广泛用途，回答下列问题。

（1）氯气溶于水得到氯水，氯水中含有氯元素并且具有氧化性的微粒有              。

（2）新制氯水体系中，存在多个含氯元素之间的平衡关系，请写出任意两个平衡关系：              。

（3）25℃时将氯气溶于水形成氯气－氯水体系，该体系中Cl₂（aq）、HClO和ClO^－三种微粒分别所占分数（α）随pH变化的关系如下图所示。

已知HClO的杀菌能力比ClO^－强，由图分析，用氯气处理饮用水时，pH＝7.5与pH＝6时杀菌效果较强的是pH＝              。

（4）ClO₂是一种更高效的杀菌消毒剂，工业上可用电解法制备ClO₂，方法如下：在80℃时电解氯化钠饱和溶液得到NaClO₃，然后与盐酸反应得到ClO₂。电解时，产生ClO₃^－的电极是         极，生成ClO₃^－的电极反应式为                  。

（5）已知PCl₅的热分解反应为：PCl₅（g）PCl₃（g）＋Cl₂（g），某温度下，在固定容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00mol PCl₅，达到平衡后，测得容器内PCl₃的浓度为0.15 mol/L。

①上述反应达到平衡后继续向容器充入PCl₅，则上述平衡将         移动（填“正向”、“逆向”或“不”），PCl₅的转化率将             （填“增大”、“减小”或“不变”）。

②计算该温度下PCl₅（g）PCl₃（g）＋Cl₂（g）的平衡常数K（写出计算过程）。

Answer

（1）Cl2、HClO、ClO－（3分）

（2）Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－或Cl2(aq)＋H2OHClO＋HCl

HClOH＋＋ClO－；Cl2(g)Cl2(aq)（2分）

（3）6（1分）

（4）阳（1分），Cl－-6e－+3 H2O ＝ 6H+ ＋ClO3－（2分）

（5）① 正向，减小（2分）②0.45 mol/L

【解析】

试题分析：（1）氯气溶于水得到氯水，氯水中含有3种分子：Cl2、HClO、H2O；4种离子：Cl-、H+、ClO-、OH-，则含有氯元素并且具有氧化性的微粒有Cl2、HClO、ClO－；

（2）新制氯水体系中，存在多个含氯元素之间的平衡关系Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－或Cl2(aq)＋H2OHClO＋HCl、HClOH＋＋ClO－ 、 Cl2(g)Cl2(aq)；

（3）HClO的杀菌能力比ClO-强，所以HClO的浓度越大，其杀菌效果越好，则杀菌效果较强的是pH＝6；

（4）工业上在80℃时电解饱和氯化钠溶液得到NaClO3，氯离子失电子在阳极生成氯酸根离子，电极反应为：Cl－-6e－+3 H2O ＝ 6H+ ＋ClO3－；

（5）①上述反应达到平衡后继续向容器充入PCl5，则上述平衡将正向移动，但是PCl5的转化率将减小；

②【解析】

PCl5(g) PCl3 (g) +Cl2 (g)

起始浓度（mol/L） 0.20 0 0

转化浓度（mol/L） 0.15 0.15 0.15

平衡浓度（mol/L） 0.05 0.15 0.15

由K==0.15 mol/L × 0.15 mol/L /0.05 mol/L = 0.45 mol/L

考点：Cl2及其化合物的性质，化学平衡常数，平衡移动