Question

（13分）

海水是巨大的化學資源寶庫。

Ⅰ．從海水中可以提取氯、溴、碘等鹵族元素。

（1）Cl2的電子式是 。

（2）已知：X2 (g)+H2(g)2HX(g) (X2表示Cl2、Br2和I2)。

下圖表示平衡常數K與溫度t的關系。

①ΔH 表示X2與H2反應的焓變，ΔH 0。（填“＞”、“＜”或“＝”）

② 曲線a表示的是 （填“Cl2”、“Br2”或“I2”）與H2反應時K與t的關系。

Ⅱ．海水淡化具有廣泛的應用前景，淡化前需對海水進行預處理。

（1）通常用明礬［K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O］作混凝劑，降低濁度。明礬水解的離子方程式是 。

（2）用下圖所示NaClO的發(fā)生裝置對海水進行消毒和滅藻處理。

① 裝置中由NaCl轉化為NaClO的化學方程式是 。

② 海水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3－等雜質離子，處理過程中裝置的陰極易產生水垢，其主要成分是Mg(OH)2和CaCO3。生成CaCO3的離子方程式是 。

③ 若每隔5-10 min倒換一次電極電性，可有效地解決陰極的結垢問題。

試用電極反應式并結合必要的文字進行解釋 。

 

Answer 1

（13分）

Ⅰ．（1） （1分）；

（2）① ＜（2分）；

② Cl2（2分）。

Ⅱ．（1）Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ （2分）；

 

（2）① 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2↑ （1分）；

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O （1分）；

② Ca2+＋HCO3-＋OH-＝CaCO3↓＋H2O （2分）；

③ 陰極結垢后倒換電極電性，陰極變?yōu)殛枠O，其電極反應為：2Cl--2e-=Cl2↑，產生的氯氣與水發(fā)生反應：Cl2+H2O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg(OH)2和CaCO3溶解而達到除垢的目的。 （2分）

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）氯氣分子中的Cl原子之間形成1對共用電子對，所以電子式為

（2）①由圖可知，每條曲線都是隨溫度升高，K值減小，所以升高溫度，平衡逆向移動，正反應是放熱反應，ΔH<0；

②同一溫度時，a曲線的K值最大，說明鹵素單質與氫氣化合的能力最強，Cl2、Br2和I2中Cl2的氧化性最強，所以最易與氫氣化合的是氯氣，所以a曲線表示Cl2與H2反應時K與t的關系。

Ⅱ．（1）明礬中的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，具有較大的吸附面積，降低濁度。水解的離子方程式為Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ ；

（2）① 此裝置是電解裝置，海水中的氯化鈉電解生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉，裝置中不存在隔氣裝置，使生成的氯氣與氫氧化鈉反應生成了次氯酸鈉，化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2↑，2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O；

②裝置的陰極是氫離子放電，導致陰極的OH-離子濃度增大，與海水中的HCO3-反應生成CO32-，再與Ca2+結合生成碳酸鈣沉淀，化學方程式為：Ca2+＋HCO3-＋OH-＝CaCO3↓＋H2O；

③每隔5-10 min倒換一次電極電性，則陰極變陽極，陽極是氯離子放電生成氯氣，2Cl--2e-=Cl2↑，氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸，Cl2+H2O=HCl+HClO，使該電極附近溶液呈酸性，從而將Mg(OH)2和CaCO3溶解而達到除垢的目的。

考點：考查氯元素及其化合物的性質，電子式的書寫，化學平衡常數的判斷，對圖像的分析能力，電化學的原理應用