题目内容
【题目】氯及其氯的化合物,有广泛的应用。请回答下列问题:
(1)亚氯酸(HClO2)中氯元素的化合价是____,其电离方程式是______________,NaClO2溶液显_________(填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
(2)①向新制饱和氯水中加适量CaCO3制取次氯酸,其反应的总的离子方程式是:_______。
②可用Cl2除去工业废水中CN- ,生成无污染的CO2和N2,写出反应的离子方程式:_____。
(3)CsICl2受热发生非氧化还原反应,则其受热分解的化学方程式是: ______________。
(4)ClO2是一种黄色极易爆炸的强氧化性气体,较安全的制备方法是:NaClO3+SO2+H2SO4—NaHSO4+ClO2(未配平),氧化剂与还原剂的物质的量之比是 _______。
(5)工业上高氯酸可由高氯酸钠和浓硫酸经复分解反应制备:NaClO4+H2SO4(浓)→NaHSO+HClO(易爆)。也可以用铜做阴极、铂做阳极,电解盐酸制备HClO4,写出阳极的电极反应式 ___________________________________________________ 。
【答案】 +3价 HClO2H++ClO2- 碱性 CaCO3+2Cl2+H2O
Ca2++2Cl—+CO2↑+2HClO 2CN- + 5Cl2 + 4H2O
2CO2↑+ N2↑+ 10Cl- + 8H+ CsICl2
CsCl+ICl 2:1 Cl-+4H2O—8e-= ClO4-+8H+
【解析】试题分析:本题考查氯及其化合物的性质,涉及电离方程式的书写,盐类的水解,化学方程式和离子方程式的书写,氧化还原反应的分析,电极反应式的书写。
(1)亚氯酸中H元素的化合价为+1价,O元素的化合价为-2价,根据正负化合价代数和为0,Cl元素的化合价为+3价。亚氯酸属于弱酸,电离方程式为HClO2H++ClO2-。NaClO2属于强碱弱酸盐,其水溶液由于ClO2-的水解呈碱性。
(2)①新制饱和氯水中存在反应:Cl2+H2OHCl+HClO,加入适量CaCO3消耗HCl:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,HCl浓度减小,Cl2与水的反应正向移动,制取HClO,将两反应相加消去HCl,得总反应的离子方程式为:2Cl2+CaCO3+H2O=Ca2++2Cl-+CO2↑+2HClO。
②CN-转化成无污染的CO2和N2,分析化合价,C元素的化合价由+2价升至+4价,N元素的化合价由-3价升至0价,则Cl2被还原成Cl-,写出反应:Cl2+CN-→Cl-+CO2↑+N2↑,根据得失电子守恒配平:5Cl2+2CN-→10Cl-+2CO2↑+N2↑,结合原子守恒和电荷守恒,写出离子方程式为:5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2↑+N2↑+8H+。
(3)Cl的非金属性强于I,在CsICl2中Cs、I、Cl的化合价依次为+1价、+1价、-1价,CsICl2受热发生非氧化还原反应,受热分解的化学方程式为CsICl2CsCl+ICl。
(4)在反应中Cl元素的化合价由NaClO3中+5价降至ClO2中+4价,NaClO3为氧化剂;S元素的化合价由SO2中+4价升至NaHSO4中+6价,SO2为还原剂;根据得失电子守恒,n(NaClO3)1=n(SO2)
2,n(NaClO3):n(SO2)=2:1,氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1。
(5)根据题意,电解时阳极为惰性电极Pt,Cl-被氧化成ClO4-,阳极电极反应式为:Cl--8e-+4H2O=ClO4-
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