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13.研究含Cl、N、S等元素的化合物对净化水质、防治污染有重要意义.
(1)二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”.工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2.亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-
向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈.若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快.产生气体速率迅速加快的原因是:反应生成的氯离子对该反应起催化作用.
(2)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一.下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验.
①电源负极为A极(填A或B):
②写出阴极室发生反应依次为:ClO2+e-=ClO2-、ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O;
(3)已知:
2SO2(g)+O2 (g)?2SO3 (g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2 (g)?2NO2 (g)△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2(g)+SO2 (g)?SO3 (g)+NO(g)的△H=-41.8kJ•mol-1
一定条件下,将体积比为1:2的NO2(g)、SO2 (g)置于密闭容器中发生上述反应,测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K=$\frac{8}{3}$.

分析 (1)反应物为亚氯酸钠,所在环境为酸性环境,生成物为ClO2气体,且知此反应为歧化反应,据此书写离子反应方程式即可;改加pH相同的硫酸,氢离子浓度不变,应考虑氯离子的影响;
(2)①与电源负极相连的一极为阳极,溶液中的阳离子在此电极得到电子,发生还原反应;
②阴极室中电极A上发生反应ClO2+e-=ClO2-,生成的ClO2-与溶液中的ClO3-结合生成ClO2
(3)2SO2(g)+O2 (g)?2SO3 (g)△H=-196.6kJ•mol-1 (i),2NO(g)+O2 (g)?2NO2 (g)△H=-113.0kJ•mol-1(ii),[(i)-(ii)]÷2得目标方程式,利用三段法计算平衡常数=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$,据此解答即可.

解答 解:(1)亚氯酸钠在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,故化合价由+3价升高到+4价,故部分氯离子降低为-1价,离子反应方程式为:5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-,反应开始时,溶液中氯离子浓度很小,随着反应的进行,溶液中氯离子浓度增大,反应速率加快,可见氯离子起催化作用,
故答案为:5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-;反应生成的氯离子对该反应起催化作用;
(2)①由图可知,ClO2在电极A上得到1个电子,生成ClO2-,故A应为电源的负极,故答案为:A;
②阴极室中电极A上发生反应ClO2+e-=ClO2-,生成的ClO2-与溶液中的ClO3-结合生成ClO2,离子反应方程式为:ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O,
故答案为:ClO2+e-=ClO2-;ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O;
(3)2SO2(g)+O2 (g)?2SO3 (g)△H=-196.6kJ•mol-1 (i),2NO(g)+O2 (g)?2NO2 (g)△H=-113.0kJ•mol-1(ii),[(i)-(ii)]÷2得:NO2(g)+SO2 (g)?SO3 (g)+NO(g),故△H=$\frac{-196.6-(-113.0)}{2}$=-41.8(KJ/mol),
             NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)
起始物质的体积 a       2a       0        0
转化物质的体积 x        x       x        x
平衡物质的体积 a-x    2a-x      x        x
平衡时NO2与SO2体积比为1:6,即(1a-x):(2a-x)=1:6,故x=$\frac{4}{5}$a,故平衡常数K=$\frac{C(S{O}_{3})C(NO)}{C(N{O}_{2})C(S{O}_{2})}$=$\frac{{x}^{2}}{(a-x)(2a-x)}$=$\frac{\frac{16}{25}{a}^{2}}{\frac{1}{5}a×\frac{6}{5}a}$=$\frac{8}{3}$,
故答案为:-41.8;$\frac{8}{3}$.

点评 本题以ClO2、NO2、SO2、CO等物质为载体,综合考查离子方程式、化学平衡移动、盖斯定律以及平衡常数的计算等问题,侧重于学生综合运用化学知识的能力的考查,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

3.下列说法正确的是(  )
A.石油裂解、煤的气化、海水制镁等过程中都包含化学变化
B.可通过电解熔融MgCl2来制取金属镁,故也能通过电解熔融AlCl3来制取铝
C.铝热剂、盐酸、水玻璃、双氧水、明矾均为混合物
D.Na2O2、NaOH、NH4Cl均为含共价键的离子化合物

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.根据下列原电池示意图,回答下列问题:
(1)石墨为正 极,其电极反应式为Fe3++e-=Fe2+,原电池总离子反应式是Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+
(2)若以该电池作为电源,以Pt为电极电解CuSO4溶液,在电池的工作过程中,Zn极质量变化了6.5g,电子从电池的Zn极沿导线流向电解池的阴极(填“阴极”或“阳极”,下同);在电解池中Cu2+向阴极移动,阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,产生气体在标准状况下的体积为1.12 L.

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1.C是一种合成树脂,用于制备塑料和合成纤维,D是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实.根据以下化学反应框图1填空:

(1)写出A的电子式;D的最简式CH2
(2)写出碳化钙与水反应制取A的化学方程式CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑;
苯和液溴反应生成E的化学方程式+Br2 $\stackrel{FeBr_{3}}{→}$+HBr,其反应类型为取代反应.
(3)D还可以用石蜡油制取,D在一定条件下存在如图2转化关系(石蜡油含17个碳原子以上的液态烷烃,部分反应条件、产物被省略),G是一种酸性物质,H是具有果香气味的烃的衍生物.
a.工业上,由石油获得汽油、煤油、石蜡油等成份的方法是分馏;
b.F、G→H的化学方程式CH3CH2OH+CH3COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O,其反应类型是取代反应.

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8.X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16.X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如图所示变化:
已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C分子中的少一个.
请回答下列问题:
(1)X元素在周期表中的位置是第2周期,ⅥA族.
(2)X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源(KOH溶液作电解质溶液),两个电极均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电,则正极通入氧气(填物质名称);负极电极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O.
(3)C在一定条件下反应生成A的化学方程式是4NH3+5O2$?_{催化剂}^{高温}$4NO+6H2O.
(4)已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应,△H<0.将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中,在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应.下列说法中,正确的是ab(填写下列各项的序号).
a.达到化学平衡时,正反应速率与逆反应速率相等
b.反应过程中,Y的单质的体积分数始终为50%
c.达到化学平衡时,Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1:1
d.达到化学平衡的过程中,混合气体平均相对分子质量减小
e.达到化学平衡后,再升高温度,C的体积分数增大.

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18.下列化学用语正确的是(  )
A.乙烯的结构简式可表示为CH2CH2B.乙醇的分子式:CH3CH2OH
C.甲烷的结构式:CH4D.甲苯的键线式可表示为

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.如图,实验室制取氨气有几种方法,
(1)①当用NH4Cl和Ca(OH)2来制取氨气时应选用装置是A,其反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O.
②当用浓氨水和NaOH固体来制取氨气时应选用装置是B.
(2)收集氨气时应选用向下排空气法.
(3)写出一种检验氨气是否已经收集满的方法.将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,看试纸是否变蓝.
或把沾有酚酞试液的滤纸片放在离管口很近的地方,观察是否变色.
或把蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,看是否有白烟生成..
(4)为了得到干燥的NH3,用A干燥剂.
A、碱石灰     B、浓H2SO4      C、无水CaCl2D、P2O5

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列有关元素周期表的说法正确的是(  )
A.第I A族元素都是碱金属元素
B.元素周期表中有18个纵行,所以有18个族
C.可以从过渡金属中寻找新型催化剂
D.主族元素的金属元素原子最外层电子数一定小于或等于4

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列哪位科学家最先发现了电子(  )
A.Joseph John ThomsonB.Ernest Rutherford
C.Justus von LiebigD.Jons Jakob Berzelius

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