Question

19．新制氯水中含有多種粒子，某�；瘜W研究性學習小組的同學為探究其性質，做了如下實驗，請你幫助完成：
（1）HClO不穩(wěn)定，見光易分解生成HCl和O₂．請設計實驗證明有O₂生成將盛滿氯水的無色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段時間后，有無色氣體生成，將瓶子倒轉過來，用帶火星的木條插入瓶口檢驗氣體，若木條復燃，證明HClO分解生成的氣體為氧氣．
（2）氯氣能使?jié)駶櫟募t色布條褪色．對于使紅色布條褪色的物質，同學們的看法不
一致，認為氯水中存在的幾種粒子都有可能．請你設計實驗，得出正確結論．

提出問題	收集資料	提出假設	驗證假設	得出結論
氯水中何種物質能使?jié)駶櫟募t色布條褪色？	①氯氣有強氧化性 ②氯氣與冷水反應生成鹽酸和次氯酸 ③次氯酸有強氧化性	①氯氣使布條褪色 ②鹽酸使布條褪色 ③次氯酸使布條褪色 ④H2O使布條褪色	實驗①：把紅色干布條放入充滿氯氣的集氣瓶中，布條不褪色； 實驗②：把紅色布條伸入稀鹽酸中，紅色布條不褪色 實驗③：把紅色布條伸入氯水中，紅色布條褪色 實驗④：把紅色布條放在水里，布條不褪色．	結論： 次氯酸使布條褪色

（3）已知室溫下，H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺ Ka₁（H₂CO₃）=4.45×10^-7
HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺Ka₂（H₂CO₃）=5.61×10^-11
HClO?H⁺+ClO^-Ka（HClO）=2.95×10^-8
HCN?H⁺+CN^-Ka（HCN）=5×10^-10
①少量CO₂通入NaCN溶液中的化學方程式CO₂+H₂O+NaCN=HCN+NaHCO₃少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中的離子方程式Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-；
②室溫下等濃度的a．NaCN溶液  b．NaClO溶液  c．NaHCO₃溶液的pH從大到小的順序是a＞b＞c；
③室溫下0.05mol/L NaCN溶液的pH為11．

Answer 1

分析 （1）次氯酸見光分解生成氧氣和鹽酸，氧氣能使帶火星的木條復燃；
（2）根據氯水的成分進行假設，氯水中含有氯氣、次氯酸、鹽酸和水，然后依次進行假設；利用對比實驗驗證假設，根據實驗現象作出判斷，從而得出結論；
（3）①電離平衡常數判斷出的酸性H₂CO₃ ＞HClO＞HCN＞HCO₃^-；依據酸性強弱分析反應產物；
②電離平衡常數判斷出的酸性H₂CO₃ ＞HClO＞HCN＞HCO₃^-，酸越弱對應鹽水解程度越大；
③室溫下0.05mol/L NaCN溶液中存在水解平衡，CN^-+H₂O?HCN+OH^-，Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$．

解答 解：（1）次氯酸不穩(wěn)定，見光易分解生成氧氣，將盛滿氯水的無色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段時間后，會看到有氣泡產生，將瓶子倒轉過量，用帶火星的木條插入瓶口檢驗氣體，如果木條復燃，說明次氯分解產生的氣體是氧氣，
故答案為：將盛滿氯水的無色塑料瓶倒置在水槽中，光照一段時間后，有無色氣體生成，將瓶子倒轉過來，用帶火星的木條插入瓶口檢驗氣體，若木條復燃，證明HClO分解生成的氣體為氧氣；
（2）[提出假設]氯氣溶于水發(fā)生反應Cl₂+H₂O?HCl+HClO，根據方程式知，溶液中的成分是氯氣、水、鹽酸和次氯酸，根據氯水中的成分進行假設：
①氯氣使布條褪色；
②鹽酸使布條褪色；
③HClO使布條褪色；
[驗證假設]
②把紅色布條伸入稀鹽酸中，紅色布條不褪色；
③把紅色布條伸入氯水中，紅色布條褪色；
[得出結論]利用對比實驗知，只有加入氯水中的有色布條褪色，從而得出結論為：次氯酸使有色布條褪色，
故答案為：

提出問題	收集資料	提出假設	驗證假設	得出結論
		①次氯酸使布條褪色 ③氯氣使布條褪色	實驗②：把紅色布條伸入稀鹽酸中，紅色布條不褪色 實驗③：把紅色布條伸入氯水中，紅色布條褪色	結論：次氯酸使布條褪色

（3）①電離平衡常數判斷出的酸性H₂CO₃ ＞HClO＞HCN＞HCO₃^-，少量CO₂通入NaCN溶液中反應生成碳酸氫鈉和HCN，反應的化學方程式：CO₂+H₂O+NaCN=HCN+NaHCO₃，將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中，氯氣和水反應生成的鹽酸反應生成碳酸氫鈉，次氯酸酸性強于碳酸氫根離子，反應生成碳酸氫鈉，反應的離子方程式為：Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-，
故答案為：CO₂+H₂O+NaCN=HCN+NaHCO₃；Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-；
②電離平衡常數判斷出的酸性H₂CO₃ ＞HClO＞HCN＞HCO₃^-，酸越弱對應鹽水解程度越大，水解程度為：HCO₃^-＜ClO^-＜CN^-＜CO₃^2-，室溫下等濃度的a．NaCN溶液 b．NaClO溶液 c．NaHCO₃溶液的pH從大到小的順序是a＞b＞c，
故答案為：a＞b＞c；
③室溫下0.05mol/L NaCN溶液中存在水解平衡，CN^-+H₂O?HCN+OH^-，Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$，
c²（OH^-）=$\frac{Kw}{Ka}$×c（CN^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-10}}$×0.05mol/L=1×10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-3mol/L
c（H⁺）=10^-11mol/L，溶液的pH為11
故答案為：11．

點評 本題考查了實驗探究、鹽類水解、弱電解質電離平衡常數計算、離子方程式書寫，根據混合物中的成分進行假設，結合實驗驗證假設，根據對比實驗中不同現象得出結論，反應量不同產物不同，注意電離平衡常數的分析應用，題目難度中等．