Question

19．水是一種重要的資源，與人類的生產(chǎn)、生活密切相關．

（1）電解水實驗揭示了水的組成．如圖1實驗中得到氧氣的試管是2（填“1”或“2”）．
（2）自來水廠凈水過程中用到活性炭，其作用是吸附色素和異味等．
（3）海水淡化可緩解淡水資源匱乏的問題．如圖2為太陽能海水淡化裝置示意圖．
①水變成水蒸氣的過程中，不發(fā)生變化的是AB（填字母序號）．
A．分子質(zhì)量B．分子種類C．分子間隔
②利用該裝置將一定量的海水暴曬一段時間后，裝置內(nèi)剩余海水中氯化鈉的質(zhì)量分數(shù)會變大（填“變大”、“變小”或“不變”）
（4）二氧化氯（ClO₂）可用于自來水消毒．以粗鹽為原料生產(chǎn)ClO₂的工藝流程如圖3：

該工藝主要包括：
①粗鹽精制（設粗鹽含雜質(zhì)為CaCl₂、MgCl₂）：試劑X是Na₂CO₃（填化學式）；操作A的名稱是過濾；加入適量HCl的目的是：既滿足了電解時的微酸性，還能除去溶液中的雜質(zhì)離子，請寫出其中所發(fā)生的屬于中和反應的化學方程式HCl+NaOH=NaCl+H₂O．
②電解微酸性NaCl溶液：請完成反應Ⅱ的化學方程式：NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑．
③ClO₂的制取（其化學方程式為：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O）．
為提高經(jīng)濟效益，生產(chǎn)過程中除將H₂與Cl₂制成HCl充分利用外，還可循環(huán)使用的物質(zhì)Y是NaCl．
（5）某些元素可以表現(xiàn)多種化合價，如氯元素．上述制備二氧化氯的過程中所涉及含氯物質(zhì)如下，請標出表中其中氯元素的化合價．

氯元素化合價
化學式	NaCl	Cl2	ClO2	NaClO3

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電解水實驗的現(xiàn)象和結(jié)論分析；
（2）根據(jù)活性炭具有吸附性，能夠吸附色素和異味等解答；
（3）根據(jù)水分子之間有間隔，溫度越高，間隔越大；溶液質(zhì)量分數(shù)隨著條件的變化而變化；
（4）①根據(jù)試劑X是為了除去氯化鈣又不能引入新的雜質(zhì)、操作A是除去液體中的不溶性固體的操作、氫氧化鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉和水解答；
②根據(jù)質(zhì)量守恒定律來分析；
③根據(jù)電解氯化鈉生成氫氧化鈉和粗鹽水中加入氫氧化鈉除去雜質(zhì)解答；根據(jù)已知信息可得出Y為NaCl．
（5）根據(jù)單質(zhì)中元素的化合價為0、在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，結(jié)合各化學式、化合價的表示方法（在該元素的上方用正負號和數(shù)字表示，正負號在前，數(shù)字在后）進行解答本題．

解答 解：（1）電解水實驗揭示了水的組成．正極產(chǎn)生的是氧氣，甲圖實驗中得到氧氣的試管是2，故填：2；
（2）自來水生產(chǎn)過程中活性炭的作用是吸附色素和異味等．故填：吸附色素和異味等．
（3））①水變成水蒸氣的過程中，不發(fā)生變化的是分子質(zhì)量和分子種類，發(fā)生變化的是分子間隔．
故填：AB．
②利用該裝置將一定量的海水暴曬一段時間后，氯化鈉質(zhì)量不變，溶液質(zhì)量變小，剩余海水中氯化鈉的濃度會變大．
故填：變大．
（4）①碳酸鈉和氯化鈣反應生成氯化鈉和碳酸鈣沉淀；操作A是除去液體中的不溶性固體的操作、氫氧化鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉和水，反應的化學方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O；故填：Na₂CO₃；過濾；HCl+NaOH=NaCl+H₂O；
②化學反應前后，原子的種類和和數(shù)目均不改變，反應前：1個鈉原子、1個氯原子，反應后：1個鈉原子、1個氯原子、6個氫原子、3個氧原子，所以反應前的3個未知物質(zhì)的分子中含有6個氫原子和3個氧原子，1個未知物質(zhì)的分子中含有2個氫原子和1個氧原子，化學式為：H₂O；故填：H₂O；           
③由反應Ⅲ制取ClO₂的化學方程式為：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O可知，物質(zhì)Y是NaCl；
故填：NaCl．
（5）鈉元素顯+1價，設氯化鈉中氯元素的化合價是x，根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可得：（+1）+x=0，則x=-1價．
根據(jù)單質(zhì)中元素的化合價為0，Cl₂屬于單質(zhì)，故氯元素的化合價為0．
設ClO₂中氯元素的化合價為y，y+（-2）×2=0，可得y=+4．
鈉元素顯+1價，氧元素顯-2價，設氯酸鈉中氯元素的化合價是z，根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可得：（+1）+z+（-2）×3=0，則z=+5價．
故答案為：

氯元素化合價	-1	0	+4	+5
化學式	NaCl	Cl2	ClO2	NaClO3

點評 本題以工業(yè)上用NaCl還原NaClO₃生產(chǎn)ClO₂的工藝流程考查混合物的分離、提純，明確流程是解答本題的關鍵，注意發(fā)生的化學反應來解答，題目難度較大．