Question

18．海水是巨大的化学资源宝库．

Ⅰ．从海水中可以提取氯、溴、碘等卤族元素．
（1）HClO的电子式是．
（2）已知：X₂ （g）+H₂（g）?2HX（g） （X₂表示Cl₂、Br₂和I₂）．
图1表示平衡常数K与温度t的关系．
①△H 表示X₂与H₂反应的焓变，则△H＜0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②曲线a表示的是I₂（填“Cl₂”、“Br₂”或“I₂”）与H₂反应时K与t的关系．
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．
②海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等杂质离子，处理过程中装置的阴极易产生水垢，其主要成分是Mg（OH）₂和CaCO₃．生成CaCO₃的离子方程式是Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O．
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．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）次氯酸是共价化合物，氯原子核氢原子与氧原子形成共价键，据此书写电子式；
（2）依据图象分析平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，正反应为放热反应；Cl₂、Br₂、I₂，与H₂反应时K与t的关系分析可知氯气和氢气反应放热多；
Ⅱ．（1）明矾中含有铝离子，铝离子在水中水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性而净水；
（2）①电解饱和氯化钠溶液反应生成氢氧化钠、氯气和氢气，氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
②阴极生成氢气，水的电离被破坏电极附近生成氢氧化钠，氢氧化钠和碳酸氢钙，碳酸氢镁反应生成氢氧化镁、碳酸钙沉淀；
③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，酸溶解沉淀．

解答 解：Ⅰ．（1）HClO的电子式是，故答案为：；
（2）①图象分析平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
②Cl₂、Br₂、I₂，与H₂反应时K与t的关系分析可知氯气和氢气反应放热多，碘化氢加热分解平衡逆向进行平衡常数减小的大，曲线a表示的是I₂，故答案为：I₂；
Ⅱ．（1）明矾中含有铝离子，铝离子在水中水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性而净水，水解方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H⁺；
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H⁺；
（2）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，
故答案为：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；2NaOH+Cl₂=NaClO+NaCl+H₂O；
②阴极生成氢气，电极附近水的电离被破坏，电极附近生成氢氧化钠，氢氧化钠和碳酸氢钙，碳酸氢镁反应生成氢氧化镁、碳酸钙沉淀，氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成CaCO₃的沉淀产生水垢，生成碳酸钙沉淀的反应离子方程式是：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，答案为：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
③阴极电解原理分析可知，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，
故答案为：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．

点评 本题考查了电子式、漂白粉的成份、元素在周期表中位置等，综合性强，学生只要掌握基础是关键，注意离子方程式和电极反应的书写方法应用，题目难度中等．