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15.ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛.某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究.

(1)仪器B的名称是分液漏斗.安装F中导管时,应选用图2中的b.
(2)打开B的活塞,A中发生:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O.
为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜慢(填“快”或“慢”).
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是吸收Cl2
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O,在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示,若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是稳定剂Ⅱ,原因是稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度

分析 (1)根据仪器特征,可知仪器B是分液漏斗;F装置应是Cl2和KI反应,还需要连接尾气处理装置,所以应长管进气,短管出气;
(2)为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,产生ClO2的速率要慢;
(3)F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时,碘遇淀粉变蓝,而F中溶液的颜色不变,说明Cl2被吸收;
(4)在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,根据元素守恒可知应还有水生成,该反应的离子方程式为4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O; 在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成;
(5)由图可知,稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度.

解答 解:(1)根据仪器特征,可知仪器B是分液漏斗;F装置应是Cl2和KI反应,还需要连接尾气处理装置,所以应长管进气,短管出气,故选b,
故答案为:分液漏斗;b;
(2)为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,产生ClO2的速率要慢,故滴加稀盐酸的速度要慢,
故答案为:慢;
(3)F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时,碘遇淀粉变蓝,而F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是吸收Cl2
故答案为:吸收Cl2
(4)在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,根据元素守恒可知应还有水生成,该反应的离子方程式为:4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O; 在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成,
故答案为:4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O;验证是否有ClO2 生成;
(5)由图可知,稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度,所以稳定剂Ⅱ好,
故答案为:稳定剂Ⅱ;稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度.

点评 本题以ClO2的制备、吸收、释放为载体,考查实验制备方案设计、基本操作、对装置及操作的分析评价等,注意根据问题进行制备流程分析,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:选择题

20.下列溶液中Cl-的物质的量浓度最大的是(  )
A.0.8L0.1mol•L-1的KCl溶液B.0.2L0.2mol•L-1的HCl溶液
C.0.3L0.2mol•L-1的MgCl2溶液D.0.5L 0.1mol•L-1的AlCl3溶液

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.亚氯酸钠(NaClO2)是重要的漂白剂.某小组开展如下实验,按如图装置制取无水NaClO2晶体,回答下列问题:
已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl.

(1)装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中;
(2)已知装置B中的产物有ClO2气体,则B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2
(3)从装置D反应后的溶液中获得无水NaClO2晶体的操作步骤为:①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③用38℃~60℃热水洗涤;④在在低于60℃条件条件下干燥得到成品.
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl;
(5)测定样品中NaClO2的纯度.测定时进行如下实验:
准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:
ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-,将所得混合液稀释成100mL待测溶液.取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH32NNH2(l)+2N2O4(l)═2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是N2O4
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g)?2NO2(g) (Ⅱ)
当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为△H.现将1mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是ad.

若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数不变(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=0.1mol/(L•s).
(4)NO2可用氨水吸收生成两种铵盐.其反应方程式为2NH3•H2O+2NO2═NH4NO3+NH4NO2+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定.
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g).
实验测得不同温度下的平衡数据列于表:
温度(℃)15.020.025.030.035.0
平衡总压强(kPa)5.78.312.017.124.0
平衡气体总浓度(×10-3mol/L)2.43.44.86.89.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是BC.
A.2v(NH3)=v(CO2
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变    
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:1.6×10-8
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量增加(填“增加”、“减小”或“不变”).
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H>0(填>、<或=).
(2)已知:NH2COONH4+2H2O?NH4HCO3+NH3•H2O.该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定上述反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示.

⑤计算25℃时,0~6min上述反应中氨基甲酸铵的平均速率0.05mol/(L•min).
⑥根据图中信息,如何说明上述反应速率随温度升高而增大:25℃反应物起始浓度较小,但0~6min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15℃大.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得.已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在.
(1)某研究小组设计了制备Na2S2O3•5H2O装置和部分操作步骤如下.

Ⅰ.打开K1,关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸,加热.
Ⅱ.C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少.当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应,停止加热.
Ⅲ.过滤C中的混合液.
Ⅳ.将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品.
①Ⅰ中,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
②Ⅱ中,“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在.“停止C中的反应”的操作是打开K2,关闭K1
③Ⅲ中,“过滤”用到的玻璃仪器是(填仪器名称)漏斗、玻璃棒、烧杯.
④装置B中盛放的试剂是(填化学式)NaOH溶液,其作用是在C中的反应停止后,吸收A中产生的多余SO2,防止空气污染.
(2)依据反应2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,可用I2的标准溶液测定产品的纯度.取5.5g产品,配制成100mL溶液.取10mL溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.050mol/L I2的标准溶液进行滴定,相关数据记录如表所示.
编号1234
溶液的体积/mL10.0010.0010.0010.00
消耗I2标准溶液的体积/mL19.9919.9817.1320.03
①判断达到滴定终点的现象是加入最后一滴I2标准溶液后,溶液变蓝,且半分钟内颜色不改变.
②Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数是(计算结果保留1位小数)90.2%.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

7.亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂,探究小组开展如下实验,回答下列问题:
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体按如图装置进行制取.

已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl.
(1)装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中;
(2)已知装置B中的产物有ClO2气体,则装置B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-;检验该离子的方法是取少量反应后的溶液,先加足量的盐酸,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明含有SO42-
(3)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl;
实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定
(4)测定样品中NaClO2的纯度.测定时进行如下实验:
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-);将所得混合液配成250mL待测溶液.
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点.重复2次,测得平均值为V mL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).
达到滴定终点时的现象为滴加最后一滴Na2S2O3标准液时,溶液蓝色恰好褪去且半分钟内不复原,说明到达滴定终点.该样品中NaClO2的质量分数为$\frac{226.25cV}{m}$(用含m、c、V的代数式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.化学学科中的化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理.请回答下列问题:
(1)已知:FeO(s)+CO(g)?FeO(s)+CO2(g)是炼铁工业中一个重要反应,其温度与平衡常数K的关系如右表:
T(K)9381100
K0.680.40
①该反应平衡常数的表达式是$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$.
②在体积固定的密闭容器中该反应达到平衡状态后,升高温度混合气体的平均相对分子质
量减小(填“增大”、“减小”或“不变”)曰该反应正反应是放热反应(填“吸热”或“放热”).
(2)常温下,下列溶液的浓度均为0.1mol•L-1,测得溶液pH值如下表:
溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONa
pH8.89.711.610.311.111.3
①由表中数据分析,上述溶质中的阴离子水解程度最小的是CH3COO-(填离子符号).
②由表中数据分析,0.01mol•L-1的下列溶液,酸性最弱的是C(填编号).
A、H2CO3 B、HClO C、C6H5OH D、CH3COOH
③向氯水中加入少量的碳酸钠,可以增加氯水中HClO的浓度.为什么?Cl2+H2O?H++Cl-+HClO和2H++CO32-═CO2↑+H2O,少量的Na2CO3可以消耗H+使上述平衡正向移动,增大HClO的浓度.(请结合化学反应简要说明)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂.请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化.直到因加入一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并半分钟内不褪色为止.
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是D
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为0.10mL,终点读数为25.10mL.
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:
滴定次数待测NaOH溶液的体积/mL0.100 0mol/L盐酸的体积/mL
滴定前刻度滴定后刻度溶液体积/mL
第一次25.000.1026.1126.01
第二次25.001.5630.3028.74
第三次25.000.3226.3125.99
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度为0.1040 mol/L.(保留四位有效数字)

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