Question

14．“禁止化学武器组织”获得2013年诺贝尔和平奖．Cl₂是最早作为化学武器在战争中使用的有毒气体，但Cl₂及其化合物在生活、生产中有广泛的用途，请回答下列与氯有关的问题：
（1）请画出氯离子结构示意图：．
（2）漂白粉是灾后饮用水常用消毒剂，写出工业上制漂白粉的化学反应方程式：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
（3）FeCl₃可用作净水剂．室温时在FeCl₃溶液中逐滴加入NaOH溶液，当pH=3时就开始产生沉淀，则原FeCl₃溶液中c（Fe³⁺）大于4.0×10^-6mol/L（已知：Ksp[Fe（OH）₃=4.0×10^-39]）
（4）“84”消毒液的有效成分为NaClO，1mol Cl₂与含2mol NaOH溶液反应后，离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（5）ClO₂是高效水处理剂，用NaClO₂与NCl₃反应可以制得ClO₂．已知在NCl₃分子中成键原子共用电子对偏向于N原子，有关反应式为：
NaClO₂+NCl₃+H₂O→ClO₂↑+NH₃↑+NaCl+____（未配平）．
①该反应中未知的生成物是NaOH（填化学式）．
②该反应中被氧化的原子与被还原的原子的物质的量之比为6：1．

Answer 1

分析 （1）氯离子核外有3个电子层，最外层电子数为8；
（2）工业用氯气和石灰乳反应制备漂白粉；
（3）根据Ksp[Fe（OH）₃=c³（OH^-）×c（Fe³⁺）计算；
（4）氯气与NaOH恰好反应生成NaCl和NaClO，其中NaClO为强碱弱酸盐，水解呈碱性；
（5）①已知在NCl₃分子中成键原子共用电子对偏向N原子，则NCl₃分子中N为-3价，Cl为+1价，根据得失电子守恒配平已知反应物和生成物的计量数，再根据原子守恒写出未知的生成物；
②反应物NaClO₂中Cl元素的化合价升高，NCl₃中Cl的化合价降低，根据方程式计算．

解答 解：（1）氯离子核外有3个电子层，最外层电子数为8，离子结构示意图为，故答案为：；
（2）工业用氯气和石灰乳反应制备漂白粉，反应的化学方程式为2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
（3）pH=3，则c（OH^-）=1×10^-11mol/L，Ksp[Fe（OH）₃=c³（OH^-）×c（Fe³⁺），则c（Fe³⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-39}}{（1×1{0}^{-11}）^{3}}$mol/L=4.0×10^-6mol/L，
故答案为：4.0×10^-6；
（4）1mol Cl₂与含2mol NaOH溶液恰好反应生成NaCl和NaClO，其中NaClO为强碱弱酸盐，水解呈碱性，溶液中存在c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）①已知在NCl₃分子中成键原子共用电子对偏向N原子，则NCl₃分子中N为-3价，Cl为+1价，
根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为：6NaClO₂+NCl₃+3H₂O=6ClO₂↑+NH₃↑+3NaCl+3NaOH；
故答案为：NaOH；
②由方程式6NaClO₂+NCl₃+3H₂O=6ClO₂↑+NH₃↑+3NaCl+3NaOH可知，反应物NaClO₂中Cl元素的化合价升高被氧化，NCl₃中Cl的化合价降低被还原，被氧化的元素与被还原的元素的物质的量之比为6：1；
故答案为：6：1．

点评 本题以含氯化合物为载体综合考查氧化还原反应，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握氧化还原反应的特征，从元素化合价的角度认识相关概念和物质的性质，结合反应的方程式计算，难度不大．