题目内容

19．新制氯水中含有多种粒子，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，做了如下实验，请你帮助完成：
（1）HClO不稳定，见光易分解生成HCl和O2．请设计实验证明有O2生成将盛满氯水的无色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段时间后，有无色气体生成，将瓶子倒转过来，用带火星的木条插入瓶口检验气体，若木条复燃，证明HClO分解生成的气体为氧气．
（2）氯气能使湿润的红色布条褪色．对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不
一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能．请你设计实验，得出正确结论．
提出问题收集资料提出假设验证假设得出结论
氯水中何种物质能使湿润的红色布条褪色？①氯气有强氧化性
②氯气与冷水反应生成盐酸和次氯酸
③次氯酸有强氧化性		①氯气使布条褪色
②盐酸使布条褪色
③次氯酸使布条褪色
④H2O使布条褪色		实验①：把红色干布条放入充满氯气的集气瓶中，布条不褪色；
实验②：把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色
实验③：把红色布条伸入氯水中，红色布条褪色
实验④：把红色布条放在水里，布条不褪色．		结论：
次氯酸使布条褪色
 
（3）已知室温下，H2CO3?HCO3-+H+ Ka1（H2CO3）=4.45×10-7
HCO3-?CO32-+H+Ka2（H2CO3）=5.61×10-11
HClO?H++ClO-Ka（HClO）=2.95×10-8
HCN?H++CN-Ka（HCN）=5×10-10
①少量CO2通入NaCN溶液中的化学方程式CO2+H2O+NaCN=HCN+NaHCO3少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中的离子方程式Cl2+2CO32-+H2O═2HCO3-+Cl-+ClO-；
②室温下等浓度的a．NaCN溶液  b．NaClO溶液  c．NaHCO3溶液的pH从大到小的顺序是a＞b＞c；
③室温下0.05mol/L NaCN溶液的pH为11．

分析 （1）次氯酸见光分解生成氧气和盐酸，氧气能使带火星的木条复燃；
（2）根据氯水的成分进行假设，氯水中含有氯气、次氯酸、盐酸和水，然后依次进行假设；利用对比实验验证假设，根据实验现象作出判断，从而得出结论；
（3）①电离平衡常数判断出的酸性H2CO3 ＞HClO＞HCN＞HCO3-；依据酸性强弱分析反应产物；
②电离平衡常数判断出的酸性H2CO3 ＞HClO＞HCN＞HCO3-，酸越弱对应盐水解程度越大；
③室温下0.05mol/L NaCN溶液中存在水解平衡，CN-+H2O?HCN+OH-，Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$．

解答 解：（1）次氯酸不稳定，见光易分解生成氧气，将盛满氯水的无色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段时间后，会看到有气泡产生，将瓶子倒转过量，用带火星的木条插入瓶口检验气体，如果木条复燃，说明次氯分解产生的气体是氧气，
故答案为：将盛满氯水的无色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段时间后，有无色气体生成，将瓶子倒转过来，用带火星的木条插入瓶口检验气体，若木条复燃，证明HClO分解生成的气体为氧气；
（2）[提出假设]氯气溶于水发生反应Cl2+H2O?HCl+HClO，根据方程式知，溶液中的成分是氯气、水、盐酸和次氯酸，根据氯水中的成分进行假设：
①氯气使布条褪色；
②盐酸使布条褪色；
③HClO使布条褪色；
[验证假设]
②把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色；
③把红色布条伸入氯水中，红色布条褪色；
[得出结论]利用对比实验知，只有加入氯水中的有色布条褪色，从而得出结论为：次氯酸使有色布条褪色，
故答案为：

提出问题收集资料提出假设验证假设得出结论
①次氯酸使布条褪色
③氯气使布条褪色		实验②：把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色
实验③：把红色布条伸入氯水中，红色布条褪色		结论：次氯酸使布条褪色
（3）①电离平衡常数判断出的酸性H2CO3 ＞HClO＞HCN＞HCO3-，少量CO2通入NaCN溶液中反应生成碳酸氢钠和HCN，反应的化学方程式：CO2+H2O+NaCN=HCN+NaHCO3，将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中，氯气和水反应生成的盐酸反应生成碳酸氢钠，次氯酸酸性强于碳酸氢根离子，反应生成碳酸氢钠，反应的离子方程式为：Cl2+2CO32-+H2O═2HCO3-+Cl-+ClO-，
故答案为：CO2+H2O+NaCN=HCN+NaHCO3；Cl2+2CO32-+H2O═2HCO3-+Cl-+ClO-；
②电离平衡常数判断出的酸性H2CO3 ＞HClO＞HCN＞HCO3-，酸越弱对应盐水解程度越大，水解程度为：HCO3-＜ClO-＜CN-＜CO32-，室温下等浓度的a．NaCN溶液 b．NaClO溶液 c．NaHCO3溶液的pH从大到小的顺序是a＞b＞c，
故答案为：a＞b＞c；
③室温下0.05mol/L NaCN溶液中存在水解平衡，CN-+H2O?HCN+OH-，Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$，
c2（OH-）=$\frac{Kw}{Ka}$×c（CN-）=$\frac{1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-10}}$×0.05mol/L=1×10-6mol/L，c（OH-）=10-3mol/L
c（H+）=10-11mol/L，溶液的pH为11
故答案为：11．

点评 本题考查了实验探究、盐类水解、弱电解质电离平衡常数计算、离子方程式书写，根据混合物中的成分进行假设，结合实验验证假设，根据对比实验中不同现象得出结论，反应量不同产物不同，注意电离平衡常数的分析应用，题目难度中等．

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