氯的氧化物和含氧酸及盐

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1、元素化学02：氯的氧化物和含氧酸及盐（时间：2.5小时满分：100分）第一题（27分）ClO2是氯的最重要氧化物世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂ClO2。ClO2是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，熔点：－59℃，沸点：11.0℃。1．干燥的ClO2分解中可生成Cl2O，后者可进一步分解为单质。经测定：ClO2分子中Cl－O键长为147pm，Cl2O分子中的Cl－O键长为170pm（与正常的单键是一致）；键能D(Cl－O)＝209kJ/mol、D(Cl－Cl)＝243kJ/mol、D(O2)＝499kJ/mol。（1）从结构上解释Cl－O长短不同的原因。

2、（2）比较Cl2O与ClO2的键角大小，并解释。（3）说明为什么Cl2O分子能够自动地分解为单质。2．ClO2是含单电子的物质分子，应具有二聚倾向。但经测定它在气态、液态和固态均无二聚的作用。何故？3．ClO2为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的Cl2的多少倍。4．化学史上，从ClO2的制备到确定其化学式，经历了近百年。（1）1797年Hoyle在用浓H2SO4和氯酸钾反应时得到一种具有爆炸性的黄色气体（ClO2）。写出反应方程式。（2）1851年Davy使2体积上述黄色气体完全分解，产物为3体积气体，其中氧和氯体积比为2∶1。为什么Davy未能由此导出黄色气体的分子式为ClO2

3、呢？（3）1882年，Pebal测得黄色气体的密度后，确定其组成为ClO2。他是如何确定的？他得出结论的前提条件是什么？5．少量的ClO2可用饱和草酸（H2C2O4）溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得。（1）画出实验装置（制备、收集、尾气处理）简图。（2）写出制备和尾气处理中的反应方程式（3）非典期间有的科研单位自行制备ClO2作为消毒杀菌试剂，为什么用该方法而不用氯酸钾与浓硫酸反应？6．ClO2还有多种制备方法（1）ClO2也可由KClO3在H2SO4存在下与甲醇反应制备。写出化学反应方程式。（2）欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2的体积为

4、ClO2的1/4。写出化学反应方程式。（3）我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内制得ClO2。写出化学反应方程式。（4）和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是什么？7．ClO2和O3反应可得到ClO3，后者在强碱中将发生歧化反应。（1）写出反应方程式。（2）用离子形式表示ClO3。第二题（10分）次氯酸的制备和性质某化学兴趣小组利用饱和氯水与石灰石的反应，制取较浓的HClO溶液：在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，过滤。某学生观测到产生少量气泡。1．该学生还能观察到什么现象？2．解释实验现象，并写出反应方程式。3．请

5、你设计一个简单的实验方案，证明滤液中的HClO浓度比饱和氯水中HClO浓度大。4．设计2个实验证实滤液中除HClO外的另一种溶质的成分，并写出实验现象。5．有人写出了下反应：2NaOCl＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋2HOCl，以此说明碳酸和次氯酸的酸性强弱。你认为上述反应方程式能否准确说明酸性的强弱？为什么？第三题（16分）最重要的氯酸盐KClO3是实验室一种重要的药品。1.KClO3热分解是实验室制取氧气的一种方法。加热KClO3在不同条件下的热效应如下：已知：①K(s)＋1/2Cl2(g)＝KCl(s)ΔHΘ(1)＝－437kJ·mol－1②K(s)＋1/2Cl2(g)＋3/2O2

6、(g)＝KClO3(s)ΔHΘ(2)＝－398kJ·mol－1③K(s)＋1/2Cl2(g)＋2O2(g)＝KClO4(s)ΔHΘ(3)＝－433kJ·mol－1（1）指出吸热峰温度356、770℃时物质发生的变化；（2）根据以上数据，写出上述两个体系对应的分解过程的热化学方程式。2．1820年德贝莱纳首次提出用MnO2催KClO3热分解的反应制备O2。当时就知道气态产物有异常的气味，后来证明其中含有少量Cl2、O3及微量ClO2，测定气态产物O2中Cl2、O3含量的一种方法是：收集1.00L干气体（标态），使之通过KI溶液。通过溶液的气体经干燥后体积为0.98L。溶液中的KI被氧化成I2

7、，后者反应耗掉0.100mol/LNa2S2O3溶液0.0267L。（1）气态产物中Cl2、O3各占多少摩尔百分含量？（2）气态产物经过KI溶液前后，溶液的pH值有无改变？说明原因（可以用方程式表示）。3．取20g混有MnO2的KClO3，加热至恒重，在一定温度下，将残留的固体加入10g水中有7.9g固体未溶解，再加入5g水，仍有5.3g固体未溶，计算原混和物中可能含有的KClO3质量。4．将1mol的KClO3加热使其