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【题目】化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:

(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许______离子通过,氯气的逸出口是_______(填标号)

(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=XHClOClO]pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为______

(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgOCl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为______

(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2NaHSO4NaHCO3二氧化氯泡腾片,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_____mol;产生气泡的化学方程式为____________

(5)“84消毒液的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是______(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000 kg该溶液需消耗氯气的质量为____kg(保留整数)

【答案】Na+ a 10-7.5 2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O 1.25 NaHCO3+NaHSO4=CO2↑+Na2SO4+H2O ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O 203

【解析】

1)电解饱和食盐水,阳极产生氯气,阳离子移向阴极室;

2)由图pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-)HClOKa==c(H+)

3Cl2歧化为Cl2OCl-

4)根据5ClO24H=4ClO2Cl2H2O,计算每生成1molClO2,消耗的NaClO2;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳;

(5)“84”中的NaClONaCl和酸性清洁剂混合后发生归中反应;根据NaOH质量守恒计算;

1)电解饱和食盐水,反应的化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2,阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,氯气从a口逸出,阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,产生OH-与通过离子膜的Na+在阴极室形成NaOH,故答案为:Na+a

(2)由图pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-)HClOKa==c(H+)=10-7.5;故答案为:10-7.5

3Cl2歧化为Cl2OCl-HgO和氯气反应的方程式为:2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O,故答案为:2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O

45ClO24H=4ClO2Cl2H2O,每生成1molClO2,消耗NaClO2 =1.25mol;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,方程式为:NaHCO3NaHSO4=Na2SO4H2OCO2,故答案为:1.25molNaHCO3NaHSO4=Na2SO4H2OCO2

(5)“84”中的NaClONaCl和酸性清洁剂混合后发生归中反应,离子方程式为:ClOCl2H=Cl2H2O;设氯气为xkg,则消耗的NaOHkg,原氢氧化钠质量为+1000Kg×0.01,由NaOH质量守恒:原溶液为1000Kg-x,则Kg+1000Kg×0. 01=1000Kg-x)×0.3,解得x=203Kg;故答案为:ClOCl2H=Cl2H2O203

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