Question

16．自来水生产过程中，可用氯气等物质作消毒剂，明矾等物质作絮凝剂．出厂的自来水中含少量可溶性矿物质．
完成下列填空：
（1）自来水中含硫量约70mg/L，它只能以SO₄^2-（填微粒符号）形态存在，不能以其它形态存在的原因是自来水中有Cl₂，具有强氧化性．
（2）已知在碱性条件下，氯气会发生自身氧化还原反应，某反应体系中的物质为：KClO₃、Cl₂、KCl、KOH、H₂O．
①写出该反应的化学方程式．3Cl₂+6KOH═5KCl+KClO₃+3H₂O
②该反应中氧化剂与还原剂的质量比为5：1．
③实验室利用反应6HCl+KClO₃→KCl+3H₂O+3Cl₂↑制取Cl₂，当产生标准状况下的气体3.36L时，转移电子0.25mol．
④不同环境中，物质的性质可能会有所不同．根据上述两题的反应中KClO₃和Cl₂的氧化性强弱比较，你能得出的结论是酸碱性不同，氯气和氯酸钾的氧化性强弱不同．
⑤铝铵矾[NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O]也是常用的工业净水剂，其净水的化学原理是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺（用离子方程式表示）．
⑥在向铝铵矾溶液中逐滴滴加氢氧化钡溶液的过程中，下列关系可能正确的是a、c．（选填编号）
a．n （SO₄^2-）＞n （NH₄⁺）＞n （A1³⁺）＞n （OH^-）
b．n （A1³⁺）＞n （NH₄⁺）＞n （SO₄^2-）＞n （H⁺）
c．n （BaSO₄）＞n[A1（OH）₃]＞n （NH₃•H₂O）＞n （A1O₂^-）
d．n （NH₃•H₂O）＞n （BaSO₄）＞n[A1（OH）₃]＞n （A1O₂^-）

Answer 1

分析 （1）自来水中含有氯气，氯气具有强氧化性，能把含S化合物转化为硫酸根离子；
（2）①氯气与KOH反应生成KClO₃、KCl和H₂O；
②氧化剂得电子，还原剂失电子，根据得失电子守恒分析；
③KClO₃+6HCl（浓）═KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，生成3molCl₂转移5mol电子；
④物质的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关；
⑤铝离子水解生成氢氧化铝胶体能净水；
⑥a．向硫酸铝铵矾溶液NH₄Al（SO₄）₂中滴加极少量的氢氧化钡溶液，溶液相当于铝铵矾溶液；
b．滴加氢氧化钡溶液首先与铝离子反应，所以整个过程中n（Al³⁺）＜n（NH₄⁺）；
c．当硫酸根离子完全沉淀，则铵根离子部分反应，则铝离子全部变成氢氧化铝，而偏铝酸根离子的物质的量为0，由此分析解答；
d．溶液中硫酸钡的物质的量最大，所以不可能出现n（NH₃•H₂O）＞n（BaSO₄）．

解答 解：（1）自来水中含有氯气，氯气具有强氧化性，能把含有化合物转化为硫酸根离子，所以自来水中的硫以SO₄^2-的形态存在；
故答案为：SO₄^2-；自来水中有Cl₂，具有强氧化性；
（2）①氯气与KOH反应生成KClO₃、KCl和H₂O，其反应的化学方程式为：3Cl₂+6KOH═5KCl+KClO₃+3H₂O；
故答案为：3Cl₂+6KOH═5KCl+KClO₃+3H₂O；
②氧化剂得电子，还原剂失电子，3Cl₂+6KOH═5KCl+KClO₃+3H₂O中，得电子的Cl为5，失电子的Cl为1，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：1；
故答案为：5：1；
③KClO₃+6HCl（浓）═KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，生成3molCl₂转移5mol电子，制取标准状况下3.36L氯气，其物质的量为$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，则转移电子为0.15mol×$\frac{5}{3}$=0.25mol，故答案为：0.25mol；
④酸性条件下发生氧化还原反应，KClO₃作氧化剂，碱性条件下，氯气是氧化剂，则酸碱性不同，氯气和氯酸钾的氧化性强弱不同；
故答案为：酸碱性不同，氯气和氯酸钾的氧化性强弱不同；
⑤铝铵矾[NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O]是常用的工业净水剂，在水中电离出铝离子，铝离子水解生成氢氧化铝胶体能净水，其水解方程式为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
⑥a．向硫酸铝铵矾溶液NH₄Al（SO₄）₂中滴加极少量的氢氧化钡溶液，相当于铝铵矾溶液，所以离子浓度为：n（SO₄^2-）＞n（NH₄⁺）＞n（Al³⁺）＞n（H⁺）＞n（OH^-），故a正确；
b．滴加氢氧化钡溶液首先与铝离子反应，所以整个过程中n（Al³⁺）＜n（NH₄⁺），故b错误；
c．当硫酸根离子完全沉淀，铵根离子部分反应，则铝离子全部变成氢氧化铝，而偏铝酸根离子的物质的量为0，所以离子物质的量大小关系为：（BaSO₄）＞n[Al（OH）₃]＞n（NH₃•H₂O）＞n（AlO₂^-），故c正确；
d．NH₄Al（SO₄）₂中，硫酸根离子的物质的量是铵根离子的2倍，则溶液中硫酸钡的物质的量最大，所以不可能出现n（NH₃•H₂O）＞n（BaSO₄），故d错误．
故答案为：ac．

点评 本题考查了氧化还原反应、物质的量的计、盐的水解、离子浓度的大小比较等，题目综合性较强，难度中等，侧重于基础知识的综合应用的考查．