Question

10．氯在饮用水处理中常用作杀菌剂，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：
①Cl₂（g）?Cl₂（aq）　K₁=10^-1.2
②Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　K₂=10^-3.4
③HClO?H⁺+ClO^-　K_a=？
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．下列表述不正确的是（　　）

• A． 由图象可知：K_a=10^-7.5
• B． 在氯处理水体系中，c（HClO）+c（ClO^-）＞c（H⁺）-c（OH^-）
• C． 用氯处理饮用水时，杀菌效果最佳pH范围为3～6
• D． 往氯气-氯水体系中加少量碳酸钙，可提高体系漂白性

Answer 1

分析 A．根据图象知，HClO?H⁺+ClO^-中pH=7.5，此时c（HClO）=c（ClO^-），K_a=$\frac{c（{H}^{+}）c（Cl{O}^{-}）}{c（HClO）}$；
B．任何电解质溶液中都存在电荷守恒；
C．HClO的杀菌能力比ClO^-强，所以HClO的浓度越大，其杀菌效果越好，由图象可知，pH=3-6时HClO浓度最大；
D．Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　存在化学平衡，加入碳酸钙，和溶液中盐酸反应促进平衡正向进行，次氯酸浓度增大；

解答 解：A．根据图象知，HClO?H⁺+ClO^-中pH=7.5，此时c（HClO）=c（ClO^-），K_a=$\frac{c（{H}^{+}）c（Cl{O}^{-}）}{c（HClO）}$=$\frac{1{0}^{-7.5}×c（Cl{O}^{-}）}{c（HClO）}$=10^-7.5，故A正确；
B．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^-），pH=7.5时，根据图可知c（HClO）=c（ClO^-），所以，c（Cl^-）+c（HClO）=c（H⁺）-c（OH^-），故B错误；
C．起杀菌作用的是HClO，由图象可知，pH=3-6时HClO浓度最大，杀菌效果好，杀菌效果最佳pH范围为3～6，故C正确；
D..Cl₂（aq）+H₂O?HClO+H⁺+Cl^-　存在化学平衡，加入碳酸钙，和溶液中盐酸反应促进平衡正向进行，次氯酸浓度增大，可提高体系漂白性，故D正确；
故选B．

点评 本题以氯水为载体考查了化学平衡常数的计算、离子浓度大小比较、物质的稳定性等知识点，正确分析图象中各个物理量的关系是解本题关键，再结合盖斯定律、物质的性质等知识点来分析解答，题目难度中等．