题目

化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题： （ 1 ） 氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许 Na + 离子通过，已知阳极发生氧化反应，则 a 口逸出的气体的分子式为 _______ 。 （ 2 ） 次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，请写出氯气与水反应生成 HClO 的离子方程式 _______ 。 （ 3 ） ClO 2 常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为 NaClO 2 、 NaHSO 4 、 NaHCO 3 的 “ 二氧化氯泡腾片 ” ，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到 ClO 2 溶液。上述过程中，生成 ClO 2 的反应属于歧化反应， 5ClO ＋ 4H ＋ =4ClO 2 ＋ Cl - ＋ 2H 2 O ，每生成 1 mol ClO 2 消耗 NaClO 2 的量为 _______ mol ；产生 “ 气泡 ” 的化学方程式为 _______ 。 （ 4 ） “84 消毒液 ” 的有效成分为 _______ ，不可与酸性清洁剂混用的原因是 ( 用离子方程式表示 ) _______ 。 （ 5 ） 工业上是将氯气通入到 30% 的 NaOH 溶液中来制备 NaClO 溶液，若 NaClO 溶液中 NaOH 的质量分数为 1% ，则生产 1000 kg 该溶液需消耗氯气的质量为 _______ kg( 保留整数 ) 。 答案： （ 1 ） Cl 2 （ 2 ） Cl 2 +H 2 O HClO+Cl - +H + （ 3 ） 1.25 NaHCO 3 +NaHSO 4 =Na 2 SO 4 +CO 2 ↑+H 2 O （ 4 ） NaClO ClO - +Cl - +2H + =Cl 2 ↑+ H 2 O （ 5 ） 203 【分析】 （ 1 ） 在饱和食盐水中含有溶质电离产生的 Na + 、 Cl - 及水电离产生的 H + 、 OH - ，阳极上溶液中的阴离子失去电子发生氧化反应，由于放电能力： Cl - ＞ OH - ，则在阳极上 Cl - 失去电子被氧化产生 Cl 2 ，故 a 口逸出的气体的分子式为 Cl 2 。 （ 2 ） 氯气与水反应生成 HCl 、 HClO ，该反应为可逆反应，由于 HClO 、 H 2 O 都是弱电解质，主要以电解质分子存在，故反应的离子方程式为 Cl 2 +H 2 O HClO+Cl - +H + 。 （ 3 ） 在反应 5ClO ＋ 4H ＋ =4ClO 2 ＋ Cl - ＋ 2H 2 O 中，化合价升降数目是 4 ，则每反应产生 4 mol ClO 2 就会同时消耗 5 mol NaClO 2 ，则生成 1 mol ClO 2 消耗 NaClO 2 的量为 n (NaClO 2 )= 。 NaHSO 4 是酸式盐，溶于水电离产生 H + ，起一元强酸的作用，其与 NaHCO 3 发生复分解反应产生 Na 2 SO 4 、 H 2 O 、 CO 2 ，而产生大量气泡，反应的化学方程式为： NaHCO 3 +NaHSO 4 =Na 2 SO 4 +CO 2 ↑+H 2 O 。 （ 4 ） Cl 2 与 NaOH 溶液反应得到 “84 消毒液 ” ，二者产生 NaCl 、 NaClO 及 H 2 O ，其有效成分是 NaClO ，由于在酸性条件下 Cl - 、 ClO - 、 H + 会发生氧化还原反应产生 Cl 2 ，反应的离子方程式为： ClO - +Cl - +2H + =Cl 2 ↑+ H 2 O ， Cl 2 逸出会导致大气污染，因此 “84 消毒液 ” 不可与酸性清洁剂混用。 （ 5 ） 根据反应： Cl 2 +2NaOH=NaClO+NaCl+H 2 O ，假设反应消耗氯气的质量为 x ，则根据物质反应转化关系，可知反应消耗 NaOH 的质量为 m (NaOH)= ，溶液中剩余 NaOH 质量 m (NaOH)=1000 kg×1%=10 kg ，由于 NaOH 溶液中溶质含量为 30 % ，则 ，解得 x=203 kg 。

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