题目内容

9.元素周期表中ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛.
(1)三氟化溴(BrF3)常用于核燃料生产和后处理,遇水立即发生如下反应:
3BrF3+5H2O→HBrO3+Br2+9HF+O2.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3,每生成2.24LO2(标准状况)转移电子数为0.6NA.
(2)在食盐中添加少量碘酸钾可预防缺碘.为了检验食盐中的碘酸钾,可加入醋酸和淀粉-碘化钾溶液.看到的现象是溶液变蓝,相应的离子方程式是5I-+IO3-+6CH3COOH=3I2+3H2O+6CH3COO-.
氯常用作饮用水的杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO-强.25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:
Cl2(g)?Cl2(aq)  ①
Cl2(aq)+H2O?HClO+H++Cl-  ②
HClO?H++ClO-    ③
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示.
(3)写出上述体系中属于电离平衡的平衡常数表达式:Ki=$\frac{[{H}^{+}]•[Cl{O}^{-}]}{[HClO]}$,由图可知该常数值为10-7.5.
(4)在该体系中c(HClO)+c(ClO-)小于 c(H+)-c(OH-) (填“大于”“小于”或“等于”).
(5)用氯处理饮用水时,夏季的杀菌效果比冬季差(填“好”或“差”),请用勒夏特列原理解释温度升高,(溶解)平衡 ①逆向移动,Cl2(aq)浓度减少,使得(化学平衡)②逆向移动,c(HClO)减少,杀菌效果变差.

分析 (1)在反应3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+O2+9HF中,电子转移情况如下:,据此分析;
(2)碘化钾和碘酸钾在酸性条件下能发生氧化还原反应生成碘,碘遇淀粉变蓝色;
(3)上述体系中属于电离平衡的是HClO?H++ClO-,据图表数据计算;
(4)任何电解质溶液中都存在电荷守恒,据电荷守恒分析;
(5)气体的溶解度随温度的升高而降低,温度升高,(溶解)平衡 ①逆向移动,据此分析.

解答 解:(1)据其电子转移情况分析,还原剂为H2O和BrF3,氧化剂为BrF3,每生成1molO2,有2molH2O和1molBrF3作还原剂,2molBrF3作氧化剂,转移电子6mol,所以氧化剂和还原剂物质的量之比为2:3,生成2.24L氧气转移电子数为0.6NA,
故答案为:2:3;0.6NA;
(2)碘酸钾在酸性条件下具有氧化性,可与KI发生氧化还原反应生成单质碘,反应的离子方程式为5I-+IO3-+6CH3COOH=3I2+3H2O+6CH3COO-,淀粉遇碘变蓝色,
故答案为:溶液变蓝;5I-+IO3-+6CH3COOH=3I2+3H2O+6CH3COO-;
(3)上述体系中属于电离平衡的是HClO?H++ClO-,其平衡常数表达式为:K=$\frac{[{H}^{+}]•[Cl{O}^{-}]}{[HClO]}$,在pH=7.5时,c(ClO-)与c(HClO)相等,K=c(H+)=10-7.5,
故答案为:$\frac{[{H}^{+}]•[Cl{O}^{-}]}{[HClO]}$;10-7.5;
(4)体系中存在电荷守恒c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),即c(Cl-)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-),在氯水中HCl完全电离、HClO部分电离,所以c(HClO)<c(Cl-),所以c(HClO)+c(ClO-)<c(H+)-c(OH-),故答案为:小于;
(5)气体的溶解度随温度的升高而降低,温度升高,(溶解)平衡 ①逆向移动,Cl2(aq)浓度减少,使得(化学平衡)②逆向移动,c(HClO) 减少,杀菌效果变差,故答案为:差;温度升高,(溶解)平衡 ①逆向移动,Cl2(aq)浓度减少,使得(化学平衡)②逆向移动,c(HClO) 减少,杀菌效果变差.

点评 本题考查了氧化还原反应中氧化剂还原剂判断及计算、离子方程式书写、化学平衡常数及计算、平衡移动,题目难度较大.

练习册系列答案
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c.氮的氧化物和碳氢化合物大量排放可能引发光化学烟雾
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②发电厂产生的SO2尾气中的可直接用氨水吸收,变废为宝.若用15L 2.0mol•L-1氨水充分吸收4480L含10%的SO2硫酸尾气(气体体积已折算成标准状况).充分反应后吸收液中的溶质为(NH4)2SO3和NH4HSO3.
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18.海水是巨大的化学资源宝库.

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①△H 表示X2与H2反应的焓变,则△H<0.(填“>”、“<”或“=”)
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Ⅱ.海水淡化具有广泛的应用前景,淡化前需对海水进行预处理.′
(1)通常用明矾[K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O]作混凝剂,降低浊度.明矾水解的离子方程式是Al3++3H2O?Al(OH)3(胶体)+3H+.
(2)用图2所示NaClO的发生装置对海水进行消毒和灭藻处理.
①装置中由NaCl转化为NaClO的化学方程式是2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑,2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O.
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③若每隔5-10min倒换一次电极电性,可有效地解决阴极的结垢问题.试用电极反应式并结合必要的文字进行解释阴极结垢后倒换电极电性,阴极变为阳极,其电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,产生的氯气与水发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,使该电极附近溶液呈酸性,从而将Mg(OH)2和CaCO3溶解而达到除垢的目的.

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