Question

（13分）

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）Cl2的电子式是 。

（2）已知：X2 (g)+H2(g)2HX(g) (X2表示Cl2、Br2和I2)。

下图表示平衡常数K与温度t的关系。

①ΔH 表示X2与H2反应的焓变，ΔH 0。（填“＞”、“＜”或“＝”）

② 曲线a表示的是 （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 。

（2）用下图所示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 。

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 。

③ 若每隔5-10 min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 。

 

Answer 1

（13分）

Ⅰ．（1） （1分）；

（2）① ＜（2分）；

② Cl2（2分）。

Ⅱ．（1）Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ （2分）；

 

（2）① 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2↑ （1分）；

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O （1分）；

② Ca2+＋HCO3-＋OH-＝CaCO3↓＋H2O （2分）；

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，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。 （2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）氯气分子中的Cl原子之间形成1对共用电子对，所以电子式为

（2）①由图可知，每条曲线都是随温度升高，K值减小，所以升高温度，平衡逆向移动，正反应是放热反应，ΔH<0；

②同一温度时，a曲线的K值最大，说明卤素单质与氢气化合的能力最强，Cl2、Br2和I2中Cl2的氧化性最强，所以最易与氢气化合的是氯气，所以a曲线表示Cl2与H2反应时K与t的关系。

Ⅱ．（1）明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，具有较大的吸附面积，降低浊度。水解的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ ；

（2）① 此装置是电解装置，海水中的氯化钠电解生成氯气、氢气、氢氧化钠，装置中不存在隔气装置，使生成的氯气与氢氧化钠反应生成了次氯酸钠，化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2↑，2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O；

②装置的阴极是氢离子放电，导致阴极的OH-离子浓度增大，与海水中的HCO3-反应生成CO32-，再与Ca2+结合生成碳酸钙沉淀，化学方程式为：Ca2+＋HCO3-＋OH-＝CaCO3↓＋H2O；

③每隔5-10 min倒换一次电极电性，则阴极变阳极，阳极是氯离子放电生成氯气，2Cl--2e-=Cl2↑，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，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。

考点：考查氯元素及其化合物的性质，电子式的书写，化学平衡常数的判断，对图像的分析能力，电化学的原理应用