题目内容

9．Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途．将氯气溶于水能形成氯气-氯水体系．
完成下列填空：
（1）氯原子最外层电子的电子排布式是3s23p5．与电子排布式相比，轨道表示式增加了对核外电子运动状态中自旋方向描述．
（2）氢、氯、氧三种元素各能形成一种简单阴离子，按离子半径由大到小的顺序排列这些离子Cl-、O2-、H-．
（3）氯气-氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，请分别用平衡方程式表示：Cl2（aq）+H2OHClO+H++Cl-、HClOH++ClO-、Cl2（g）Cl2（aq）．
已知HClO的杀菌能力比ClO-强，氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季差，可能原因是夏季温度高，HClO易分解，杀菌效果比在冬季差（一种原因即可）．
（4）在氯水中，下列关系正确的是bc（选填编号）．
a．c（HClO）+c（ClO-）=c（H+）-c（OH-）      
b．c（H+）=c（ClO-）+c（Cl-）+c（OH-）
c．c（HClO）＜c（Cl-）                      
d．c（Cl-）＜c（OH-）
（5）ClO2是一种更高效、安全的消毒剂，工业上可用ClO2与水中的MnCl2在常温下反应，生成MnO2和盐酸，以除去水中Mn2+，写出该反应的化学方程式（需配平）2ClO2+5MnCl2+6H2O=5MnO2+12HCl．有人认为产物MnO2和盐酸会继续反应生成氯气，这种认识对吗？错（填“对”或“错”），说明理由MnO2和浓盐酸加热的条件下才能反应．

分析 （1）Cl原子最外层有7个电子，与电子排布式相比，轨道表示式可体现电子的自旋方向，同一轨道两个电子的自旋方向相反；
（2）电子层越多，离子半径越大；
（3）氯气与水反应、HClO的电离及氯气的溶解均存在平衡；夏季温度高，HClO不稳定，光照分解；
（4）氯水中电荷守恒为c（H+）=c（ClO-）+c（Cl-）+c（OH-），物料守恒为c（Cl-）=c（ClO-）+c（HClO），氯水显酸性；
（5）ClO2与水中的MnCl2在常温下反应，生成MnO2和盐酸，但MnO2和浓盐酸在加热下反应生成氯气，以此来解答．

解答 解：（1）Cl原子最外层有7个电子，最外层电子排布式为3s23p5；与电子排布式相比，轨道表示式增加了对核外电子运动状态中自旋方向描述，
故答案为：3s23p5；自旋方向；
（2）电子层越多，离子半径越大，则离子半径由大到小为Cl-、O2-、H-，故答案为：Cl-、O2-、H-；
（3）氯水中含氯元素的平衡关系为Cl2（aq）+H2OHClO+H++Cl-、HClOH++ClO-、Cl2（g）Cl2（aq）；夏季的杀菌效果比在冬季差，可能原因是夏季温度高，HClO易分解，杀菌效果比在冬季差（或HClO电离是吸热过程，夏季有更多的HClO电离为H+和ClO-），
故答案为：Cl2（aq）+H2OHClO+H++Cl-、HClOH++ClO-、Cl2（g）Cl2（aq）；夏季温度高，HClO易分解，杀菌效果比在冬季差；
（4）a．电荷守恒式为c（H+）=c（ClO-）+c（Cl-）+c（OH-），物料守恒为c（Cl-）=c（ClO-）+c（HClO），则c（HClO）+2c（ClO-）=c（H+）-c（OH-），故a错误；
b．电荷守恒式为c（H+）=c（ClO-）+c（Cl-）+c（OH-），故b正确；
c．由Cl2（aq）+H2OHClO+H++Cl-、HClOH++ClO-可知，c（HClO）＜c（Cl-），故c正确；
d．溶液显酸性，c（OH-）最小，则c（Cl-）＞c（OH-），故d错误；
故答案为：b c；
（5）ClO2与水中的MnCl2在常温下反应，生成MnO2和盐酸，反应为2ClO2+5MnCl2+6H2O=5MnO2+12HCl，MnO2和盐酸不会继续反应生成氯气，因MnO2和浓盐酸加热的条件下才能反应，故答案为：2ClO2+5MnCl2+6H2O=5MnO2+12HCl；错；MnO2和浓盐酸加热的条件下才能反应．

点评 本题考查较综合，涉及离子浓度大小比较、离子半径比较、化学平衡及应用、氧化还原反应等，注重反应原理中高频考点的考查，把握物质的性质、化学反应原理的应用为解答的关键，综合性较强，题目难度不大．

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