Question

19．水是一种重要的资源，与人类的生产、生活密切相关．

（1）电解水实验揭示了水的组成．如图1实验中得到氧气的试管是2（填“1”或“2”）．
（2）自来水厂净水过程中用到活性炭，其作用是吸附色素和异味等．
（3）海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题．如图2为太阳能海水淡化装置示意图．
①水变成水蒸气的过程中，不发生变化的是AB（填字母序号）．
A．分子质量B．分子种类C．分子间隔
②利用该装置将一定量的海水暴晒一段时间后，装置内剩余海水中氯化钠的质量分数会变大（填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）二氧化氯（ClO₂）可用于自来水消毒．以粗盐为原料生产ClO₂的工艺流程如图3：

该工艺主要包括：
①粗盐精制（设粗盐含杂质为CaCl₂、MgCl₂）：试剂X是Na₂CO₃（填化学式）；操作A的名称是过滤；加入适量HCl的目的是：既满足了电解时的微酸性，还能除去溶液中的杂质离子，请写出其中所发生的属于中和反应的化学方程式HCl+NaOH=NaCl+H₂O．
②电解微酸性NaCl溶液：请完成反应Ⅱ的化学方程式：NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑．
③ClO₂的制取（其化学方程式为：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O）．
为提高经济效益，生产过程中除将H₂与Cl₂制成HCl充分利用外，还可循环使用的物质Y是NaCl．
（5）某些元素可以表现多种化合价，如氯元素．上述制备二氧化氯的过程中所涉及含氯物质如下，请标出表中其中氯元素的化合价．

氯元素化合价
化学式	NaCl	Cl2	ClO2	NaClO3

Answer 1

分析 （1）根据电解水实验的现象和结论分析；
（2）根据活性炭具有吸附性，能够吸附色素和异味等解答；
（3）根据水分子之间有间隔，温度越高，间隔越大；溶液质量分数随着条件的变化而变化；
（4）①根据试剂X是为了除去氯化钙又不能引入新的杂质、操作A是除去液体中的不溶性固体的操作、氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水解答；
②根据质量守恒定律来分析；
③根据电解氯化钠生成氢氧化钠和粗盐水中加入氢氧化钠除去杂质解答；根据已知信息可得出Y为NaCl．
（5）根据单质中元素的化合价为0、在化合物中正负化合价代数和为零，结合各化学式、化合价的表示方法（在该元素的上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后）进行解答本题．

解答 解：（1）电解水实验揭示了水的组成．正极产生的是氧气，甲图实验中得到氧气的试管是2，故填：2；
（2）自来水生产过程中活性炭的作用是吸附色素和异味等．故填：吸附色素和异味等．
（3））①水变成水蒸气的过程中，不发生变化的是分子质量和分子种类，发生变化的是分子间隔．
故填：AB．
②利用该装置将一定量的海水暴晒一段时间后，氯化钠质量不变，溶液质量变小，剩余海水中氯化钠的浓度会变大．
故填：变大．
（4）①碳酸钠和氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀；操作A是除去液体中的不溶性固体的操作、氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式为：NaOH+HCl═NaCl+H₂O；故填：Na₂CO₃；过滤；HCl+NaOH=NaCl+H₂O；
②化学反应前后，原子的种类和和数目均不改变，反应前：1个钠原子、1个氯原子，反应后：1个钠原子、1个氯原子、6个氢原子、3个氧原子，所以反应前的3个未知物质的分子中含有6个氢原子和3个氧原子，1个未知物质的分子中含有2个氢原子和1个氧原子，化学式为：H₂O；故填：H₂O；           
③由反应Ⅲ制取ClO₂的化学方程式为：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O可知，物质Y是NaCl；
故填：NaCl．
（5）钠元素显+1价，设氯化钠中氯元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）+x=0，则x=-1价．
根据单质中元素的化合价为0，Cl₂属于单质，故氯元素的化合价为0．
设ClO₂中氯元素的化合价为y，y+（-2）×2=0，可得y=+4．
钠元素显+1价，氧元素显-2价，设氯酸钠中氯元素的化合价是z，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）+z+（-2）×3=0，则z=+5价．
故答案为：

氯元素化合价	-1	0	+4	+5
化学式	NaCl	Cl2	ClO2	NaClO3

点评 本题以工业上用NaCl还原NaClO₃生产ClO₂的工艺流程考查混合物的分离、提纯，明确流程是解答本题的关键，注意发生的化学反应来解答，题目难度较大．