Question

【題目】化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的滅菌消毒劑。回答下列問題：

(1)氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料，可采用如圖(a)所示的裝置來制取。裝置中的離子膜只允許______離子通過，氯氣的逸出口是_______(填標(biāo)號(hào))。

(2)次氯酸為一元弱酸，具有漂白和殺菌作用，其電離平衡體系中各成分的組成分?jǐn)?shù)δ[δ(X)=，X為HClO或ClO]與pH的關(guān)系如圖(b)所示。HClO的電離常數(shù)Ka值為______。

(3)Cl2O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為______。

(4)ClO2常溫下為黃色氣體，易溶于水，其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到ClO2溶液。上述過程中，生成ClO2的反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量為_____mol；產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)方程式為____________。

(5)“84消毒液”的有效成分為NaClO，不可與酸性清潔劑混用的原因是______(用離子方程式表示)。工業(yè)上是將氯氣通入到30%的NaOH溶液中來制備NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，則生產(chǎn)1000 kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為____kg(保留整數(shù))。

Answer 1

【答案】Na+ a 10-7.5 2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O 1.25 NaHCO3+NaHSO4=CO2↑+Na2SO4+H2O ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O 203

【解析】

（1）電解飽和食鹽水，陽極產(chǎn)生氯氣，陽離子移向陰極室；

（2）由圖pH=7.5時(shí)，c(HClO)=c(ClO-)，HClO的Ka==c(H+)；

（3）Cl2歧化為Cl2O和Cl-；

（4）根據(jù)5ClO2－＋4H＋=4ClO2＋Cl－＋2H2O，計(jì)算每生成1molClO2，消耗的NaClO2；碳酸氫鈉和硫酸氫鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；

(5)“84”中的NaClO、NaCl和酸性清潔劑混合后發(fā)生歸中反應(yīng)；根據(jù)NaOH質(zhì)量守恒計(jì)算；

（1）電解飽和食鹽水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑，陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，氯氣從a口逸出，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，產(chǎn)生OH-與通過離子膜的Na+在陰極室形成NaOH，故答案為：Na+；a；

(2)由圖pH=7.5時(shí)，c(HClO)=c(ClO-)，HClO的Ka==c(H+)=10-7.5；故答案為：10-7.5；

（3）Cl2歧化為Cl2O和Cl-，HgO和氯氣反應(yīng)的方程式為：2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O，故答案為：2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O；

（4）5ClO2－＋4H＋=4ClO2＋Cl－＋2H2O，每生成1molClO2，消耗NaClO2為 =1.25mol；碳酸氫鈉和硫酸氫鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，方程式為：NaHCO3＋NaHSO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑，故答案為:1.25mol；NaHCO3＋NaHSO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑；

(5)“84”中的NaClO、NaCl和酸性清潔劑混合后發(fā)生歸中反應(yīng)，離子方程式為：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O；設(shè)氯氣為xkg，則消耗的NaOH為kg，原氫氧化鈉質(zhì)量為+1000Kg×0.01，由NaOH質(zhì)量守恒：原溶液為1000Kg-x，則Kg+1000Kg×0. 01=（1000Kg-x)×0.3，解得x=203Kg；故答案為：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O；203。