Question

【題目】Cl2是一種重要的化工原料，在生產和生活中應用十分廣泛。

(1)Cl2可與NaOH溶液反應制取消毒液，請寫出消毒液中有效成分的電子式__________。

(2)實驗室可用MnO2和濃鹽酸反應制取Cl2，反應的化學方程式是____________________。

(3)工業(yè)上可采取電解飽和食鹽水的方法制取Cl2，陽極的電極反應式為________________。

(4)以HCl為原料，用O2氧化制取Cl2，可提高效益，減少污染。反應如下：4HCl(g) + O2(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) H =－115.4 kJmol-1上述反應在同一反應器中，通過控制合適條件，分兩步循環(huán)進行，可使HCl轉化率接近100%。其基本原理如下圖所示：

過程I的反應為：2HCl(g) + CuO (s) CuCl2(s) + H2O(g) H1 =－120.4 kJmol-1

①過程II反應的熱化學方程式為_______。

②過程I流出的氣體通過稀NaOH溶液（含少量酚酞）進行檢測，氯化初期主要為不含HCl的氣體，判斷氯化結束時溶液的現象為_______。

③相同條件下，若將氯化溫度升高到300℃，溶液中出現上述現象的時間將縮短，其原因為_______。

④實驗測得在不同壓強下，總反應的HCl平衡轉化率（ɑHCl）隨溫度變化的曲線如圖：

ⅰ．平衡常數比較：K(A)_____K(B) （填“＞”“＜”或“＝”，下同）。

ⅱ．壓強比較：p1_____ p2。

(5)以上三種制取Cl2的原理，其共同之處是_______。

Answer 1

【答案】 MnO2 + 4HCl（濃）===MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O（反應條件為加熱） 2Cl－ －2e- === Cl2↑ 2CuCl2(s) + O2(g) === 2CuO (s)+ 2Cl2(g) H2= +125.4 kJmol-1 溶液由紅色變?yōu)闊o色（或溶液紅色變淺） 溫度升高，反應速率加快，且氯化程度減少 ＞ ＞ 一定條件下，–1價Cl被氧化生成Cl2

【解析】

（1）次氯酸鈉為離子化合物，由陰、陽離子組成；

（2）MnO2和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水；

（3）陽極上陰離子失去電子發(fā)生氧化反應；

（4）由蓋斯定律得出熱化學方程式；

（5）從化合價的角度分析，都為–1價Cl被氧化生成Cl2。

（1）消毒液中有效成分為次氯酸鈉，次氯酸鈉為離子化合物，電子式應為，故答案為： 。

（2）MnO2和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式是MnO2 + 4HCl（濃）=MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O（反應條件為加熱），故答案為：MnO2 + 4HCl（濃）=MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O（反應條件為加熱）。

（3）電解飽和食鹽水制取Cl2，陽極為氯離子放電生成氯氣，電極方程式為：2Cl－ －2e- = Cl2↑，故答案為：2Cl－ －2e- = Cl2↑。

（4）①已知熱化學方程式：①4HCl(g) + O2(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) H=－115.4 kJmol-1 ②2HCl(g) + CuO (s) CuCl2(s) + H2O(g) H1 =－120.4 kJmol-1 ，根據蓋斯定律①-②×2可得過程II的熱化學方程式為2CuCl2(s) + O2(g) = 2CuO (s)+ 2Cl2(g) H2= +125.4 kJmol-1，故答案為：2CuCl2(s) + O2(g) = 2CuO (s)+ 2Cl2(g) H2= +125.4 kJmol-1。

②由信息可知，氯化初期流出的主要為不含HCl的氣體，當氯化結束時，會有過量的氯化氫逸出，氯化氫可中和氫氧化鈉溶液，使溶液的紅色消失或變淺，故答案為：溶液由紅色變?yōu)闊o色（或溶液紅色變淺）。

③溫度升高，反應速率加快，同時過程I逆向移動，氯化程度減少，所以氯化結束的時間縮短，故答案為：溫度升高，反應速率加快，且氯化程度減少。

④ⅰ.由圖可知，A點到B點溫度升高，氯化氫的平衡轉化率減小，平衡逆向移動，平衡常數減小，即K(A) ＞ K(B) ，故答案為：＞。

ⅱ.由化學方程式可知，該反應是氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，氯化氫的平衡轉化率增大，由圖可知，溫度相同時，p1的氯化氫的平衡轉化率大于p2的氯化氫的平衡轉化率，故壓強p1＞ p2，故答案為：＞。

（5）以上三種制取Cl2的原理，其共同之處是一定條件下，–1價Cl被氧化生成Cl2，故答案為：一定條件下，–1價Cl被氧化生成Cl2。