【题目】次氯酸溶液由于其具有极强的氧化性,可以使病毒的核酸物质发生氧化反应,从而杀灭病毒,是常用的消毒剂和漂白剂。已知:
Ⅰ.常温常压下,Cl2O 为棕黄色气体,沸点为 3.8℃,42 ℃以上会分解生成 Cl2 和 O2,Cl2O 易溶于水并与水立即反应生成 HClO。
Ⅱ.将氯气和空气(不参与反应)按体积比1∶3 混合通入潮湿的碳酸钠中生成Cl2O 气体,用水吸收Cl2O(不含 Cl2)制得次氯酸溶液。某实验室利用以下装置制备浓度不小于 0.8mol/L 的次氯酸溶液。
A. B. C. D. E.
回答下列问题:
(1)装置D 的作用为_______________。
(2)配平装置 B 中的反应___________:Cl2+Na2CO3+H2O = Cl2O+NaCl+NaHCO3。写出Cl2O 的结构式为_____。
(3)装置C 中加入的试剂X 为CCl4,其作用是__________。
(4)各装置的连接顺序为 A→____________→____________→______________→E。
(5)此方法相对于氯气直接溶于水制备次氯酸溶液的优点是__________。(答出 1 条即可)
(6)若装置 B 中生成的 Cl2O 气体有 20%滞留在E 前各装置中,其余均溶于装置E 的水中,装置E 所得 500mL 次氯酸溶液浓度为 0.8mol/L,则至少需要含水 8%的碳酸钠的质量为_____g。
【答案】除去氯气中的HCl气体;观察产生气泡的速度来调节流速和体积比 1:3 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3 Cl-O-Cl 除去Cl2O 中的 Cl2,提高制得的 HClO 的纯度 D B C 制备的HClO的浓度大,纯度高,不含有Cl- 57.6
【解析】
该实验属于物质制备类实验,所需原料为氯气和空气,并且要注意体积比1:3这个要求;因此就出现了这两个问题:(1)原料Cl2含有杂质需要除杂;(2)如何准确地控制两种原料气体积比;带着问题分析每个装置的作用就不难发现D装置就恰好能解决上述两个问题。接下来,由于B中的制备反应是气体与固体的反应,所以产物中肯定含有未反应完全的原料气,所以这里又出现了一个问题:未反应完的原料气是否会干扰后续的制备,如何除去;通过分析不难发现装置C恰好可以解决上述问题;最终在装置E中,成功制备了纯度较高的次氯酸溶液。
(1)装置D的作用一方面要对装置A制备的Cl2进行净化除杂,另一方面也要保证空气和氯气的最佳体积比;所以D的作用为:除去氯气中的HCl杂质,同时观察气泡的速度来调节氯气和空气的体积比至1:3;
(2)根据题意,B中发生的反应为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,Cl2O中的O为-2价,Cl为+1价,所以该反应是氯元素的歧化反应;根据Cl2O中氯和氧的价态可推测其结构为Cl-O-Cl;
(3)题干中提到,用水吸收Cl2O制得次氯酸溶液,Cl2O中不能含有Cl2,而B处的反应是气体与固体的反应,必然会有一部分Cl2无法反应,因此,需要对B装置的出口气体进行除氯气操作,C中的CCl4由于与Cl2极性相近,可以将Cl2吸收,所以C的作用即:除去中的Cl2,提高次氯酸溶液的纯度;
(4)结合以上分析,可知连接顺序为A→D→B→C→E;
(5)氯气直接溶解在水中会生成盐酸杂质,并且由于Cl2在水中溶解度很小,所以制备的次氯酸的浓度也不高,因此该方法的优点为:制备的次氯酸溶液浓度大,纯度高;
(6)由题可知,E中次氯酸的含量为0.4mol,根据E中发生的反应:,可知E中参与反应的n(Cl2O)=0.2mol,所以总共生成的Cl2O的物质的量为。根据Cl2O的制备反应方程式可知,所需碳酸钠的物质的量为:,那么至少需要含水量8%的碳酸钠的质量为。
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【题目】下列实验操作能达到实验目的的是
A. 除去NaCl固体中的少量KNO3,应将固体溶解后蒸发结晶,趁热过滤,洗涤干燥
B. 将FeCl3固体溶解于盛有适量蒸馏水的烧杯中,再经转移、洗涤、定容和摇匀就可以在容量瓶中配制成一定浓度的FeCl3溶液
C. 检验溶液中的SO时,需要向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液
D. 向沸水中逐滴加入饱和氯化铁溶液并继续加热搅拌可得到氢氧化铁胶体
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【题目】在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),当
m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是( )
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③体系的密度不再变化 ④各组分质量分数不再改变
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
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【题目】某化学课外活动小组通过实验探究NO2的性质。已知:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。
任务1:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(夹持固定装置已略去)。
请回答下列问题:
(1)E装置中制取NO2的化学方程式是_____________________________。
(2)若NO2能被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是________________。
(3)此实验装置存在的一个明显缺陷是_______________________________________。
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(4)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3:________________________________________________。
(5)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)_________________。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中发生反应的化学方程式为______________________。
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【题目】已知KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表述为2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
(1)请分析该反应中电子转移的情况(用双线桥表示)______。
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是____(填序号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)若标准状况下产生4.48LCl2,被氧化的盐酸的物质的量为___mol,转移电子的物质的量_____mol。
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【题目】某有机化合物的结构简式如图所示.有关该化合物的叙述正确的是( )
A.该有机物的分子式为C10H7O3
B.1mol该物质最多能与1mol H2发生加成反应
C.该有机物在一定条件下,可以发生加成、氧化、酯化反应
D.1mol该有机物能与活泼金属钠反应,生成2mol氢气
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【题目】我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线取得新进展,其合成示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 过程i发生了取代反应
B. 中间产物M的结构简式为
C. 利用相同原理以及相同原料,也能合成间二甲苯
D. 该合成路线理论上碳原子100%利用,且最终得到的产物易分离
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【题目】有机物P的合成路线如下:
已知:(R、R'、R'代表烃基或氢)
(1)A的分子式为C3H8O,其所含的官能团名称是__________。
(2)B的核磁共振氢谱只有一个吸收峰,其结构简式是__________。
(3)由D生成有机物P的反应类型是__________。
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【题目】能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率,请回答下列问题。
(1)工业合成氨反应:N2+3H2 2NH3是放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2和足量H2混合,使其充分反应,放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)920kJ。
(2)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2 L的密闭容器内,反应经过10 min后,生成10 mol NH3
①则用N2表示的化学反应速率为__________________。
②一定条件下,当该反应进行到最大限度时,下列说法正确的是______(填编号)
a.N2的转化率达到最大值
b.N2、H2和NH3的体积分数之比为1 : 3 : 2
c.体系内气体的密度保持不变
d.体系内物质的平均相对分子质量保持不变
(3)某实验小组同学进行如下图所示实验,以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反应原理判断,②中的温度_______(填“升高”或“降低”)。反应过程____(填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图:
①则d电极是____(填“正极” 或“负极”),c电极的电极反应式为_____________________________。
②若线路中转移2 mol电子,则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为______L。
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