Question

（14分）
鹵素單質的性質活潑，鹵素的化合物應用廣泛，研究鹵素單質及其化合物具有重要意義。
（1）在光照條件下，氯氣和氫氣反應過程如下：
①Cl₂→Cl+Cl    ②Cl+H₂→HCl+H   ③H+Cl₂→HCl+Cl
反應②中被破壞的化學鍵是——，氯元素的原子結構示意圖為——。。
（2）二氧化氯（ClO₂）是一種廣泛用于水處理消毒劑，與Cl₂相比，ClO₂不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產生對人體有害的有機氯化物。制備ClO₂的方法有以下兩種：
2NaClO₃+4HCl===2ClO₂↑+Cl₂+2NaCl+2H₂O…………………………①
2NaClO₂+H₂O₂+H₂SO₄===2C1O₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O  …………………②
你認為哪種方法最佳       （填序號），理由是              。
（3）工業上用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿和氯氣，請寫出反應的離子方程式
                                    。
（4）碘鎢燈具有比白熾燈壽命長且環保節能的特點。一定溫度下，燈泡內封存的少量碘與使用過程中沉積在管壁上的鎢可以發生反應：W(s)+I₂(g)WI₂(g)。為模擬上述反應，準確稱取0.508g碘、0.736g金屬鎢置于50.0mL的密閉容器中，加熱使其反應。如圖是WI₂（g）的物質的量隨時間變化關系圖象，其中曲線I（0~t­₂時間段）的反應溫度為T₁，曲線II（從t₂開始）的反應溫度為T₂，且T₂>T₁。則：①該反應的△H    0（填“大于”
或“等于”或“小于”）

②從反應開始到t₁時間內的平均反應速率
v(I₂)=       。
③下列說法中不正確的是    （填序號）。
A．該反應的平衡常數表達式是
B．燈絲附近溫度越高，燈絲附近區域WI₂越易變為W而重新沉積到燈絲上
C．利用該反應原理可以提純鎢
（5）25℃時，向5mL含有KCl和KI濃度均為0.1mol/L的混合液中，滴加6mL0.1mol/L的AgNO₃溶液，先生成的沉淀是         ，溶液中離子濃度由大到小的順序是      [不考慮H⁺和OH^-。25℃時K_SP（AgCl）=1.8×10^-10、K_SP（AgI）=8.3×10^-17]。
（6）Mg常用作提純Ti的試劑，已知：
①Mg（s）+Cl（g）==MgCl₂（s）△H=—641kJ/mol
②Ti(s)+2Cl₂(g)===TiCl₂(l) △H=—770kJ/mol
請寫出Mg與液態TiCl₄反應提純鈦的熱化學方程式             。

Answer 1

（1）  H—H鍵（1分） （1分）
（2）②（1分）    ClO₂中混有O₂，不會產生對人體對害的物質（1分）
（3）2C1^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-（2分）
（4）①小于（1分）   ②mol·L^-1·min^-1（1分）③A（1分）  
（5）AgI（1分）  c（K⁺）>c（NO^-₃）>c（Cl^-）>c（Ag⁺）>c（I^-）（2分）
（6）2Mg（s）+TiCl₄（1）==2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=一512kJ·mol^-1（2分）

分析：（1）原子核外電子數等于核內質子數；
（2）根據反應的產物是否有毒性和具有污染性等角度考慮；
（3）電解飽和食鹽水可以獲得重要的化工原料氯氣以及氫氣和氫氧化鈉；
（4）①根據溫度對化學平衡的影響規律來分析；
②根據公式v=來計算反應速率；
③化學平衡常數=；
（5）越是難溶的沉淀越容易生成，根據溶液中離子濃度大小的比較方法來比較離子濃度；
（6）根據蓋斯定律來計算反應的焓變，書寫熱化學方程式．
解答：解：（1）氯原子結構示意圖為：，故答案為：；
（2）根據反應方程式，方法①制備ClO₂的產物氯氣有毒，對空氣會造成污染，而方法②生成的氧氣是不會造成污染的，故答案為：②；ClO₂中混有O₂，不會產生對人體有害的物質；
（3）電解飽和食鹽水的原理方程式為：2C1^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：2C1^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（4）①根據圖示，溫度越高，WI₂（g）的物質的量反而越小，即平衡向左進行，而升高溫度，化學平衡向著吸熱方向進行，所以逆向是吸熱方向，正向是放熱的，故△H小于0，
故答案為：小于；
②從反應開始到t₁時間內，結合圖象，生成WI₂（g）的物質的量為1.8×10^-3mol，所以碘單質的物質的量減少1.8×10^-3mol，根據公式v===mol?L^-1?min^-1，故答案為：mol?L^-1?min^-1；
③A、化學平衡常數=，但是固體單質W不列入表達式中，故A錯誤；
B、燈絲附近溫度越高，化學平衡越向著吸熱方向即逆向進行，燈絲附近區域WI₂越易變為W而重新沉積到燈絲上，故B正確；
C、利用該反應原理可以提純鎢，故C正確；
故答案為：A；
（5）碘化銀的溶度積最小，越容易生成，溶液混合反應之后，溶液的組成為：含有0.001mol的鉀離子，0.0006mol的硝酸根離子，以及0.0004mol的氯離子，碘化銀沉淀生成，碘離子全沉淀，氯化銀沉淀也產生，均為0.0005mol但是綠化贏得電離程度大，故答案為：AgI； c（K⁺）＞c（NO^-₃）＞c（Cl^-）＞c（Ag⁺）＞c（I^-）；
（6）根據蓋斯定律來計算反應的焓變，目標反應=①×2-②，即熱化學方程式為：2Mg（s）+TiCl₄（1）=2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol^-1，
故答案為：2Mg（s）+TiCl₄（1）=2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ?mol^-1．
點評：本題是一道綜合性較強的題目，難度較大，考查學生分析和解決問題的能力．