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二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2

(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:                                                    

(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯、烧杯外,还需要的玻璃仪器有       ,B也必须添加温度控制装置,应该是         (选填“冰水浴”或“热水浴”)装置。

(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。根据上图所示的NaClO2的溶解度曲线,请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:

             ;②            ;③洗涤;④干燥。

(4)ClO2很不稳定,需随用随制,用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:

步骤1:准确量取ClO2溶液10 mL,稀释成100 mL试样;量取V1mL试样加入锥形瓶中;

步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;此时发生的离子方程式为:                                  

步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。则原ClO2溶液的浓度为    g/L(用含字母的代数式表示)。

(已知2 Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaI)

 

【答案】

 (1)2KClO3 + H2C2O4  K2 CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O(2分)

(2)温度计(1分)    冰水浴(1分)

(3)①蒸发结晶(1分)    ②趁热过滤(1分)

(4)①2ClO+ 10I + 8H= 2Cl+5I 2+ 4H2O(2分)   

 ②135cV2/ V1(2分)

【解析】

试题分析:(1)根据化合价升高价数和降低价数相等配平可得化学方程式:2KClO3 + H2C2O4  K2 CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O

(2)该反应温度为60℃,水浴加热,还需要温度计;B处冷却ClO2,为 冰水浴装置。

(3)因为NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2,所以应先蒸发结晶、再趁热过滤。

(4)①ClO2具有氧化性,可把I‾氧化为I2,配平可得离子方程式:2ClO+ 10I + 8H= 2Cl+5I 2+ 4H2O

②ClO2溶液与碘化钾反应的离子方程式8H+ + 2ClO2 + 10I=4H2O + 5I2 + 2Cl,I2+2S2O32=2I+S4O62,即有ClO2~5S2O32,原ClO2溶液的浓度为(cV2/5V1)×10×67.5=135cV2/ V1

考点:本题考查化学方程式的配平、基本实验仪器、基本操作、根据方程式的计算。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂.
(1)工业上制备ClO2的反应原理常采用:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl.
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是
B
B
(填序号).
A.只有还原性   B.还原性和酸性   C.只有氧化性   D.氧化性和酸性
②若上述反应中产生0.1mol ClO2,则转移电子的物质的量为
0.1
0.1
mol.
(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺.
①如图示意用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2.写出阳极产生ClO2的电极反应式:
Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+

②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况)时,停止电解.通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为
0.01
0.01
mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因
在阴极发生2H++2e-=H2↑,H+浓度减小,使得H2O?OH-+H+的平衡向右移动,OH-浓度增大,pH增大
在阴极发生2H++2e-=H2↑,H+浓度减小,使得H2O?OH-+H+的平衡向右移动,OH-浓度增大,pH增大

(3)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果.某工厂污水中含CN- a mg/L,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种气体,其离子反应方程式为
2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-
2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-
;处理100m3这种污水,至少需要ClO2
50a
13
50a
13
mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?枣庄二模)运用化学反应原理研究碳、氮、硫、氯等单质及其化合物的反应,对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义.
(1)下列措施中,不利于环境保护的有
ad
ad
(填编号).
a.大量开采使用化石燃料
b.使用无氟冰箱、空调
c.多步行多乘公交车,少用专车和私家车
d.将工业“废气”、“废液”、“废渣”直接排放
(2)工业上的“脱碳”指的是从“脱硝”、“脱硫”后的烟气用碱液垦荒得到浓缩的二氧化碳.利用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向.
①写出吸收二氧化碳的离子方程式
CO2+2OH-=CO32-+H2O
CO2+2OH-=CO32-+H2O

②常温下,0.1mol.L-1 NaHCO3溶液的pH>8,则溶液中c(H2CO3
c(CO32-)(填“>”、“<”或“=”).
③合成的甲醇可以做为新型燃料电池的原料,若电解液是碱性的,则其负极的电极反应式为
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O

(3)二氧化氯(ClO2),为一种黄绿色气体,是公认的高铲、广谱安全的杀菌消毒剂.工业上制备ClO2的反应原理为:
4HCl(浓)+2NaClO3═2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl.上述反应中,产生1mol ClO2,则被氧化的HCl为
1mol
1mol

(4)SO2溶于水可以得到二元弱酸H2SO3(亚硫酸).
①25℃时,将NaOH深液一亚硫酸混合至恰好中和,测混合液中各种离子浓度的大小关系为
c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+
c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+

②25℃时,当NaOH溶液与H2SO3等物质的量混合时,发现混合液pH<7,请你简要解释其原因
HSO3-的电离程度大于其水解程度
HSO3-的电离程度大于其水解程度

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科目:高中化学 来源: 题型:

精英家教网二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水.ClO2可以看做是亚氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐.工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得.某学生拟用下图所示装置模拟工业制取及收集ClO2.(夹持仪器已省略).回答问题:
(1)B必须添加温度控制装置,应补充的装置是
 
;A也必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的仪器是
 
(不须填夹持仪器).
(2)C中试剂为
 
.C装置有缺陷需改进,改进方法为
 

(3)A中反应产物有某种盐、ClO2和CO2等,写出相关化学方程式
 

ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液.为测定所得溶液中ClO2的含量,进行下列实验:准确量取ClO2溶液10mL,稀释成100mL试样;量取V1 mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,反应原理:2Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI,消耗Na2S2O3溶液V2mL.
(4)滴定过程中至少须进行两次平行测定的原因是
 

(5)到达滴定终点时指示剂的颜色变化为
 

(6)原ClO2溶液的浓度为
 
 g/L(用含字母的代数式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:

二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂,而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物.制备ClO2有下列两种方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+2Na2SO4+2H2O
(1)方法一的离子方程式为
 

(2)方法二中被氧化的物质是
 
,若反应中有0.1mol电子转移,则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为
 
L.
(3)用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液.向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大.现将0.04mol?L-1HA溶液和0.02mol?L-1NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液.
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①若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液中c(CN-
 
c(Na+)(填“<”、“=”或“>”),你得出该结论的依据是
 

②若HA为CH3COOH,该溶液显酸性.溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是
 

(2)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂,目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺.
①如图示意用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2.写出阳极产生ClO2的电极反应式:
 

②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为336mL(标准状况)时,停止电解.通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为
 
mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因
 

(3)25℃时,2.0×10-3mol?L-1HF溶液中,调节溶液pH(忽略溶液体积变化)得到的(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系如图2.若将4.0×10-4mol?L-1CaCl2溶液与4.0×10-3mol?L-1HF溶液等体积混合,调节混合液pH=4(忽略调节时混合液体积的变化),通过列式计算说明是否有CaF2沉淀析出.[已知Ksp(CaF2):1.5×10-10]
 

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