题目

题型：不详难度：来源：

（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     。

答案

（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CO₃^2-，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。